التحقيق في انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة في تصنيع الراتنجات الصناعية والبلاستيك من خلال التخصيص عند مواقع السياج الحدودي

لماذا يهم الهواء عند سياج المصنع

المصانع التي تصنع البلاستيك والراتنجات الصناعية تطلق غازات بهدوء أثناء إنتاجها لمواد الاستعمال اليومي، من عبوات الطعام إلى أغلفة الأجهزة الإلكترونية. بعض هذه الغازات، المسماة المركبات العضوية المتطايرة أو VOCs، تساهم في تكوّن الضباب الدخاني والجسيمات الدقيقة التي تضر بالرئتين والقلب. تطرح هذه الدراسة سؤالاً عمليًا: هل يمكننا بقياس ما ينجرف عبر الهواء على طول سياج المصنع أن نحدد أي الغازات بالتحديد يجب التحكم بها لحماية المجتمعات القريبة وتحسين جودة الهواء الإقليمية؟

فحص الهواء حيث تلتقي المصانع بالأحياء السكنية

ركز الباحثون على مصنعين كبيرين لتصنيع الراتنجات الصناعية والبلاستيك في جنوب شرق كوريا الجنوبية. يقع كل موقع على بعد بضعة كيلومترات فقط من مناطق سكنية، مما يجعل من المهم فهم نوع الأبخرة التي قد تعبر الحدود إلى المجتمع. بدلاً من الاقتصار على حساب إجمالي التلوث من المداخن أو تقارير الشركات، استخدم الفريق "مراقبة السياج الحدودي" – حيث وضعوا جامعات عينات حول الحافة الخارجية لكل مصنع، متبعين تخطيط وكالة حماية البيئة الأمريكية القياسي الذي يأخذ عينات الهواء كل 20 درجة حول الموقع. تلتقط هذه الطريقة ما يمكن أن يتنفسه الناس خارج السياج فعليًا.

طريقتان لالتقاط الغازات الخفية

لمراقبة الهواء عبر مقاييس زمنية مختلفة، استخدم الفريق عينات سلبية ونشطة على حد سواء. تعتبر الجامعات السلبية أنابيب صغيرة تمتص الغازات بهدوء لمدة أسبوعين في كل مرة، مما يوفر صورة متوسطة طويلة المدى للتلوث. أما الجامعات النشطة فتعتمد مضخات صغيرة لسحب الهواء عبر خرطوشات خاصة خلال ساعة، عدة مرات في اليوم، كاشفةً عن ذروات قصيرة الأمد مرتبطة بخطوات إنتاج محددة أو بالطقس. في المختبر، تم تحرير الغازات الممتصة بالتسخين ثم فصلها وقياسها باستخدام أدوات حساسة، مما أتاح للعلماء تحديد وقياس عشرات المواد الكيميائية الفردية حتى مستويات منخفضة جدًا. قيس الفورمالديهايد، وهو مركب تفاعلي يصعب التقاطه، فقط بالطريقة النشطة لضمان الدقة.

ما وجده الفريق في مصانع البلاستيك

في المنشأة الأولى، التي تصنع راتنجات قائمة على الستيرين، أظهرت الجامعات طويلة المدى أن الستيرين والتولوين والإيثيل بنزين هي المسيطرة على خليط المركبات العضوية المتطايرة عند السياج. أما العينات النشطة قصيرة الأمد، المأخوذة عندما كان خط راتنج رئيسي يعمل، فقد كشفت عن حصص أعلى بكثير من المكونات الخام مثل 1,3-بوتاديين والأكريلونيتريل. في المنشأة الثانية، التي تنتج راتنجات إيبوكسي وفينولية، كان للتولوين والزيلين أهمية مستمرة، بينما برز الفورمالديهايد في العينات النشطة. ومن المثير للاهتمام أن البنزين—وهو مادة معروفة بسرطانيتها—ظهر بمستويات مشابهة لخلفية الهواء الإقليمية، على الرغم من أن مصنعًا واحدًا كان يتعامل معه في براميل. وهذا يشير إلى أن البنزين عند السياج في هذا النوع من الصناعة يتشكل إلى حد كبير بفعل التلوث الحضري العام أكثر منه من المصانع نفسها.

من إمكانية تكوّن الضباب الدخاني إلى المواد الكيميائية ذات الأولوية

ليست كل الغازات متساوية الأهمية لتكوّن الضباب الدخاني. استخدم الفريق مقياسًا يسمى قدرة تكوين الأوزون الضوئي الكيميائي (POCP)، الذي يصنف مدى مساهمة المركب في تكوين الأوزون على مستوى الأرض عند وجود ضوء الشمس وأكاسيد النيتروجين. على الرغم من أن الستيرين شكل جزءًا كبيرًا من الانبعاثات حول أحد المصانع، إلا أن قوته في تكوين الضباب الدخاني منخفضة نسبيًا. بالمقابل، المذيبات الشائعة مثل التولوين والزيلين، والمركبات المرتبطة بها مثل الإيثيل بنزين، لها تأثير أكبر لكل جزيء. عندما جمع الباحثون كمية كل غاز مع قدرته على تكوين الضباب الدخاني، برز التولوين والزيلين بوضوح كقوى رئيسية في تكوين الأوزون في كلتا المنصتين. كما لعبت التحولات الموسمية في درجة الحرارة والرطوبة دورًا أيضًا: ففترات الصيف الحار والرطوبة الأعلى ارتبطت بمستويات إجمالية أعلى من المركبات العضوية المتطايرة عند السياج.

ماذا يعني هذا لهواء أنظف

تخلص الدراسة إلى أن التحكم الأذكى بمصانع البلاستيك والراتنجات يجب أن يتجاوز حساب إجمالي المركبات العضوية المتطايرة فقط. بدلاً من ذلك، ينبغي للجهات التنظيمية والشركات التركيز على قائمة قصيرة من "المركبات العضوية المتطايرة ذات الأولوية" التي تشكل مخاطر صحية عالية أو تروج بقوة لتكوين الأوزون وتشكيل الجسيمات الدقيقة—وخاصة الفورمالديهايد، و1,3-بوتاديين، والستيرين، والأكريلونيتريل، والتولوين، والزيلين، والإيثيل بنزين. يتطلب الفورمالديهايد مراقبة نشطة ذات دقة زمنية عالية، بينما يمكن تتبع الباقيات عبر مزيج من الطرق السلبية والنشطة لالتقاط كل من الأنماط طويلة الأجل والارتفاعات القصيرة المدى. من خلال تكييف جهود تقليل الانبعاثات نحو هذه المواد الكيميائية الرئيسية بدلاً من معاملة جميع المركبات العضوية المتطايرة على حد سواء، يمكن للمناطق الصناعية تقليل الضباب الدخاني وتلوث الجسيمات الدقيقة بشكل أكثر فعالية مع الاستمرار في دعم إنتاج المواد البلاستيكية الأساسية.

الاستشهاد: Lee, H.E., Cho, S., Jung, W. et al. Investigation of VOC emissions in synthetic resin and plastic manufacturing through speciation at fenceline locations. Sci Rep 16, 8447 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38303-2

الكلمات المفتاحية: المركبات العضوية المتطايرة, تصنيع البلاستيك, مراقبة السياج الحدودي, تكون الأوزون, جودة الهواء الصناعي