هلندی‌ها با «دیوار حباب» جلوی ورود پلاستیک به دریا را می‌گیرند

آیا اختراع هلندی‌ها می‌تواند به مقابله با آلودگی پلاستیکی در آبراه‌های آمریکا کمک کند؟

کانال وسترداک در آمستردام، از بسیاری جهات شبیه دیگر خروجی‌های کانال‌های تاریخی این شهر به نظر می‌رسد. اما اگر از قایق‌ها و پرندگان همیشگی چشم بردارید و به سطح آب دقت کنید، متوجه الگویی متفاوت خواهید شد؛ خطی مورب از آب روشن‌تر که در بخش‌های دیگر شهر دیده نمی‌شود.

علت این پدیده، پرده‌ای نوآورانه در زیر سطح آب است که با نام فنی حائل حبابی شناخته می‌شود. در کف آبراه، لوله‌ای سوراخ‌دار قرار دارد که هوا را به بیرون پمپاژ می‌کند و باعث می‌شود زباله‌های پلاستیکی به سطح آب بیایند. سپس جریان طبیعی آب، این زباله‌ها را به سمت سامانه جمع‌آوری حائل حبابی هدایت می‌کند. این سامانه، تله‌ای آلومینیومی در یک سمت آبراه است که مانع رسیدن پلاستیک‌ها به دریای شمال می‌شود.

فیلیپ اهرهورن، یکی از بنیان‌گذاران و مدیر ارشد فناوری شرکت گریت باپل بریر که این فناوری را توسعه داده است، در یک روز گرم ماه سپتامبر هنگام بازدید از این سامانه گفت

هر چیزی را که تصور کنید مردم در شهر استفاده می‌کنند، ما اینجا دیده‌ایم.

زباله‌های جمع‌آوری‌شده در آن زمان نیز این موضوع را به‌خوبی نشان می‌دادند؛ از منوهای لمینت‌شده رستوران‌ها و بسته‌بندی مواد غذایی گرفته تا حتی یک پایه سلفی.

حائل حبابی وسترداک نخستین نمونه ساخته‌شده توسط این شرکت بود که در سال ۲۰۱۹ نصب شد. پس از آن، این فناوری در آبراه‌های دیگری در هلند نیز مورد استفاده قرار گرفت. اکنون به نظر می‌رسد ایالات متحده برای نخستین بار در آستانه نصب چنین سامانه‌ای قرار دارد؛ پروژه‌ای که قرار است در رودخانه گرند در شهر لنسینگ، ایالت میشیگان، اجرا شود.

حائل حبابی چگونه کار می‌کند؟

سامانه حائل حبابی آمستردام با استفاده از حباب‌های هوا، نوعی مانع ایجاد می‌کند که از انتشار ذراتی مانند پلاستیک جلوگیری خواهد کرد. شرکت‌های دیگر نیز از پرده‌های حبابی مشابه برای مهار لکه‌های نفتی، هدایت مسیر مهاجرت ماهی‌ها و حتی کاهش صدای زیر آب بهره گرفته‌اند. با این حال، استفاده از این روش برای جمع‌آوری زباله‌های پلاستیکی مزایای خاصی دارد.

جوردی ولفاند، مهندس عمران در دانشگاه پورتلند، توضیح داد که این فناوری عملاً مانند یک مانع شناور عمل می‌کند، اما تفاوت مهمی با موانع متداول دارد. او گفت

این سامانه مانند موانع معمولی نیست که بخش زیادی از جریان آب را متوقف کنند یا حجم زیادی از رسوبات ریز را به دام بیندازند. حائل حبابی زباله‌های پلاستیکی را به سمت سطح آب هدایت می‌کند و سپس آن‌ها را جمع‌آوری می‌کند.

شرکت اوشن‌ترم، مستقر در نروژ، نیز پرده‌های حبابی را با هدف کاهش آثار مخرب طوفان‌های دریایی و چرخندهای گرمسیری توسعه می‌دهد. این پدیده‌های جوی انرژی خود را از سطح گرم اقیانوس دریافت می‌کنند. حباب‌های صعودکننده، آب سردتر را به سطح می‌آورند و به کاهش دمای آن کمک می‌کنند. این شرکت تاکنون یک طرح آزمایشی از فناوری خود را در نروژ اجرا کرده است.

اولاو هولینگستر، مدیر ارشد فناوری اوشن‌ترم، با اشاره به فعالیت‌های شرکت گریت باپل بریر گفت

جلوگیری از ورود پلاستیک رودخانه‌ها به دریا، اقدام بسیار ارزشمندی است.

او همچنین تأکید کرد که ماهیت کم‌مداخله این فناوری، آن را به گزینه‌ای مناسب برای آبراه‌های پرتردد مانند وسترداک تبدیل می‌کند و افزود

راهکارهای دیگری هم وجود دارند؛ برای مثال، می‌توان موانع فیزیکی ساخت و زباله‌ها را به این روش جمع‌آوری کرد. اما در مسیرهایی که رفت‌وآمد کشتی‌ها جریان دارد، پرده‌های حبابی بهترین گزینه به شمار می‌روند.

حائل حبابی آمستردام هر ماه حدود ۷۹ کیلوگرم زباله خشک و غیرآلی جمع‌آوری می‌کند. اندازه این مواد از یک میلی‌متر تا یک متر متغیر است. طبق اعلام شرکت سازنده، داده‌های به‌دست‌آمده از طرح‌های آزمایشی و آزمایشگاهی نشان می‌دهند که این فناوری می‌تواند ۸۶ درصد از زباله‌های پلاستیکی شناور را به دام بیندازد.

موفقیت این پروژه زمینه‌ساز نصب سامانه‌های مشابه در نقاط دیگر هلند شده است. در سال ۲۰۲۲، شهرداری کاتویک نخستین حائل حبابی با ابتکار جامعه محلی را در آبراه اوده‌راین راه‌اندازی کرد. طول این سامانه نزدیک به ۱۲۲ متر بود. دو سال بعد، شرکت گریت باپل بریر سامانه دیگری را در شهر بندری هارلینگن نصب کرد تا از ورود آلودگی پلاستیکی به دریای وادن جلوگیری کند.

چرا لنسینگ به این فناوری علاقه‌مند شده است؟

اهرهورن با اشاره به استقبال مردم از این راهکار گفت

افراد زیادی می‌خواهند برای مقابله با زباله‌های پلاستیکی کاری انجام دهند، زیرا از اینکه گزینه‌های زیادی برای مقابله با این مشکل در اختیار ندارند، ناراضی هستند. این فناوری راهکاری ملموس است که مردم به‌خوبی با آن ارتباط برقرار می‌کنند.

این ایده توجه گروهی در لنسینگ ایالت میشیگان را نیز به خود جلب کرده است. همانند مردم هلند، بسیاری از ساکنان این ایالت که به سرزمین دریاچه‌های بزرگ شهرت دارد، به آبراه‌های محلی علاقه‌مندند و خواهان حفاظت از آن‌ها هستند.

برت کاشینسکی، مدیر پارک‌ها و تفریحات شهر لنسینگ، گفت

شهر ما در میان دو رودخانه قرار گرفته است.

رودخانه رد سدار حدود ۸۲ کیلومتر امتداد دارد و از محوطه دانشگاه ایالتی میشیگان عبور می‌کند. رودخانه گرند نیز که طولانی‌ترین رودخانه این ایالت به شمار می‌رود، در نهایت به دریاچه میشیگان می‌ریزد. نصب حائل حبابی می‌تواند از ورود زباله‌های پلاستیکی به این سامانه آب شیرین و خود دریاچه جلوگیری کند.

دریاچه‌های بزرگ هر سال میزبان حدود ۱۰ میلیون کیلوگرم زباله پلاستیکی هستند و برآوردها نشان می‌دهند که نزدیک به نیمی از این آلودگی به دریاچه میشیگان مربوط می‌شود. کاشینسکی درباره دلیل توجه مسئولان شهر به این فناوری گفت

حائل حبابی برای ما بسیار جذاب بود، زیرا بخش زیادی از فعالیت‌های ما به پاکیزه نگه داشتن آبراه‌ها اختصاص دارد.

آیا این فناوری در لنسینگ هم موفق خواهد بود؟

ساخت یک حائل حبابی به سادگی انداختن یک لوله درون آب نیست. هر پروژه جدید با انجام مطالعات اولیه آغاز می‌شود. کارلا وسلز، مدیر ارتباطات شرکت گریت باپل بریر، توضیح داد

این مرحله شامل بررسی امکان‌پذیری فنی و اجرایی محل موردنظر، ارزیابی مجوزهای لازم، تهیه طرح اولیه، برآورد هزینه‌ها، بررسی چند سناریوی عملیاتی، شناسایی فرصت‌های ارتباطی و تدوین برنامه اقدام است.

اهرهورن نیز تأکید کرد که نمی‌توان تجربه یک آبراه را بدون بررسی به آبراهی دیگر تعمیم داد. او گفت

در صنعت جمع‌آوری زباله‌های پلاستیکی، همه می‌گویند که هر آبراه فقط یک آبراه است. شرایط لنسینگ با کانال‌های آمستردام تفاوت دارد.

حتی اگر بررسی‌ها نشان دهند که این فناوری برای یک آبراه مناسب است، جلب حمایت بلندمدت مردم محلی همچنان یکی از چالش‌های اصلی خواهد بود. ولفاند که در شرکت گریت باپل بریر یا پروژه‌های آن نقشی ندارد، گفت

جلب حمایت جامعه محلی و برنامه‌ریزی برای نگهداری سامانه، عواملی هستند که راهکاری پایدار و بادوام ایجاد می‌کنند. دستیابی به این هدف به مشارکت ذی‌نفعان و هماهنگی در تمام سطوح نیاز دارد.

در لنسینگ، گروهی از سازمان‌ها و شرکت‌ها برای پیشبرد این پروژه همکاری می‌کنند. شرکت گریت باپل بریر مسئول توسعه فناوری است، شرکت مشاوره لیمونوتک مدیریت پروژه را بر عهده دارد و شهرداری لنسینگ نیز موافقت کرده که مالک سامانه باشد و عملیات آن را مدیریت کند. فروشگاه‌های زنجیره‌ای مایجر بخش بزرگی از هزینه‌های پروژه را تأمین مالی می‌کند و حامی اصلی آن به شمار می‌رود.

وزارت محیط زیست، دریاچه‌های بزرگ و انرژی میشیگان نیز برای دریافت مجوزها و تأمین مالی پژوهشگران مستقل با این گروه همکاری دارد. این پژوهشگران قرار است شرایط بوم‌شناختی، هیدرولوژیکی و اجتماعی رودخانه گرند را بررسی کنند.

اهرهورن درباره اهمیت همکاری میان نهادهای مختلف گفت

اغلب، چالش اصلی هماهنگی میان سازمان‌های مسئول است. همه‌چیز به ارتباطات بستگی دارد؛ باید همه طرف‌ها را همراه کرد، دیدگاه‌ها، منافع و نگرانی‌هایشان را شنید، خطرهایی را که تشخیص می‌دهند شناخت و در کنار آن، فرصت‌های موجود را نیز در نظر گرفت تا مطمئن شویم پروژه با اهداف موردنظر آن‌ها هماهنگ خواهد بود.

این رویکرد میان‌رشته‌ای برای ارزیابی تأثیر حائل حبابی بر اکوسیستم محلی، چه در سطح آب و چه در زیر آن، اهمیت زیادی دارد. بسیاری از مردم از رودخانه گرند برای فعالیت‌های تفریحی مانند ماهیگیری و قایق‌رانی استفاده می‌کنند؛ بنابراین، یک راهکار زیرآبی مانند حائل حبابی می‌تواند گزینه مناسبی باشد.

پژوهشگران دانشگاه ایالتی میشیگان نیز با جامعه محلی ارتباط برقرار کرده‌اند تا دیدگاه مردم را درباره ارتباطشان با رودخانه‌های این ایالت و نگرش آن‌ها نسبت به آلودگی ناشی از میکروپلاستیک‌ها بررسی کنند. لیسی گورالنیک، استاد مطالعات محیط زیست، این مشارکت را گامی ضروری برای جلب حمایت بلندمدت از پروژه‌های بزرگ زیرساختی شهری می‌داند؛ پروژه‌هایی که برای موفقیت به همراهی مردم و حمایت مستمر آن‌ها نیاز دارند.

مایک استاوت، بنیان‌گذار سازمان نگهبانان آبراه‌های میشیگان، نیز این طرح را ایده‌ای بسیار ارزشمند می‌داند و درباره ظرفیت‌های آن گفت

این فناوری می‌تواند زیستگاه ماهی‌ها و حیات‌وحش را بهبود دهد و ظاهر جوامع واقع در پایین‌دست رودخانه را زیباتر کند. آثار مثبت آن همچنین به گردشگری طبیعت کمک خواهد کرد و افراد بیشتری را به تفریح در آبراه‌ها و مناطق اطراف آن‌ها ترغیب می‌کند.

آریا ساتیش، مخترع ۱۸ ساله، ماده‌ای به نام اکو پرج ساخته است که نوعی پلاستیک گیاهی به شمار می‌رود. این ماده حدود دو هفته پس از دور انداخته شدن تجزیه می‌شود و آنزیم‌هایی را در محیط آزاد می‌کند که به تجزیه میکروپلاستیک‌های موجود در خاک و آب کمک می‌کنند.

ساتیش در سال ۲۰۲۶ برنده بخش اروپایی جایزه زمین شد؛ رقابتی بین‌المللی که از آن به‌عنوان بزرگ‌ترین مسابقه محیط زیستی جهان برای دانش‌آموزان یاد می‌شود.

بررسی تأثیر حائل حبابی بر محیط زیست

دانشمندان دیگری نیز در حال بررسی آثار زیست‌محیطی و هیدرولوژیکی حائل حبابی هستند. فانیکوم مانتا، مهندس عمران و محیط زیست در دانشگاه ایالتی میشیگان، درباره هدف این پژوهش‌ها گفت

تمرکز اصلی ما بر درک عملکرد این فناوری در شرایط میشیگان و بررسی نوع تأثیری است که می‌تواند بر محیط اطراف داشته باشد.

آلن استاینمن، گیاه‌شناس و متخصص منابع آبی در دانشگاه ایالتی گرند ولی، نیز مطالعاتی درباره تأثیر این سامانه بر موجودات زنده آبزی انجام داده است. یکی از نگرانی‌های اصلی این بود که حائل حبابی مانع مهاجرت ماهی‌های جوان و پلانکتون‌ها شود. با این حال، نتایج اولیه بررسی‌های رودخانه نشان می‌دهند که این مانع احتمالاً اختلال قابل‌توجهی در حرکت آن‌ها ایجاد نخواهد کرد.

مانتا معتقد است برخی پرسش‌ها تنها پس از نصب سامانه پاسخ روشنی پیدا می‌کنند. او به‌ویژه کنجکاو است بداند این فناوری در رودخانه گرند که جریان آزاد دارد و عمق آن با تغییر فصل متفاوت می‌شود، چگونه عمل خواهد کرد.

با این حال، برای رسیدن به مرحله آزمایش عملی باید مدتی دیگر صبر کرد. یکی از موانع نهایی پروژه، اطمینان از تأمین تمام مجوزها و منابع مالی موردنیاز برای نصب و نگهداری سامانه است.

کاشینسکی و دیگر اعضای گروه نسبت به اجرای پروژه خوش‌بین هستند و معتقدند مسئله اصلی، زمان آغاز آن خواهد بود. او در این باره گفت

اگر فکر می‌کردیم این پروژه آن‌قدر دور از دسترس است که هیچ‌وقت عملی نخواهد شد، وارد مراحل طراحی مهندسی آن نمی‌شدیم.

افزایش آگاهی عمومی درباره آلودگی پلاستیکی

پس از نصب حائل حبابی، یک نهاد یا سازمان باید مسئولیت جمع‌آوری زباله‌های به‌دام‌افتاده را بر عهده بگیرد. در آمستردام، مسئولان محلی آبراه‌ها سه بار در هفته مخزن جمع‌آوری را تخلیه می‌کنند.

در پروژه لنسینگ نیز شهرداری پذیرفته است که مالکیت و مدیریت سامانه را بر عهده بگیرد و آن را بخشی از خدمات جمع‌آوری زباله شهر بداند. کاشینسکی در این باره گفت

ما باید سطل‌های زباله را خالی کنیم و این سامانه هم چیزی شبیه یک سطل زباله برای موادی است که از رودخانه جمع‌آوری می‌شوند.

با این حال، او و دیگر دست‌اندرکاران تأکید دارند که حائل حبابی به‌تنهایی نمی‌تواند مشکل آلودگی پلاستیکی را حل کند.

ولفاند درباره خطر اتکای بیش از اندازه به چنین فناوری‌هایی گفت

گاهی مردم بیش از حد به این راهکارها تکیه می‌کنند. این مسئله ممکن است باعث شود تصور کنند می‌توانند زباله‌هایشان را در محیط رها کنند یا دیگر نیازی نیست به مصرف پلاستیک توجه داشته باشند، چون در نهایت کسی آن را جمع‌آوری خواهد کرد.

اگرچه هدف اصلی حائل حبابی جمع‌آوری زباله‌های پلاستیکی است، این فناوری می‌تواند نقش آموزشی مهمی نیز ایفا کند. کاشینسکی توضیح داد که این سامانه فرصتی برای گفت‌وگو درباره اهمیت آب پاکیزه، آسیب‌های ناشی از پلاستیک و نقش فناوری‌های نوین در حفاظت از رودخانه گرند فراهم می‌آورد.

این منطقه پیش از این نیز با راهکارهای نوآورانه جمع‌آوری زباله‌های پلاستیکی آشنا شده است. دانشگاه ایالتی گرند ولی از راه دور ربات‌هایی به نام بی‌بات را برای پاک‌سازی سواحل محلی کنترل می‌کند.

استاینمن با اشاره به نقش این ربات‌ها در جلب توجه مردم گفت

در مقایسه با کل زباله‌های موجود، مقدار بسیار ناچیزی جمع‌آوری می‌شود؛ اما وقتی مردم یک ربات نیمه‌خودکار را می‌بینند که در امتداد ساحل حرکت می‌کند، به آن علاقه‌مند می‌شوند، به‌ویژه کودکان هشت‌ساله. این روش فرصت بسیار خوبی برای آموزش درباره زباله‌های سواحل و مشکلات ناشی از میکروپلاستیک‌ها در دریاچه‌های بزرگ فراهم می‌کند.

در آمستردام نیز اهرهورن با این دیدگاه موافق است. او درباره تأثیر این فناوری بر افزایش آگاهی عمومی گفت

وقتی حائل حبابی نشان دهد چه موادی در رودخانه گرند یا هر آبراه دیگری جریان دارند، مردم چیزهایی را خواهند دید که پیش از آن از وجودشان آگاه نبودند. البته جمع‌آوری زباله یکی از اولویت‌های اصلی است، اما ایجاد انگیزه برای اقدام و یادگیری، ارزشی فراتر از این هدف دارد.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.