الترسيب

الترسيب هو تلوث مائي ناتج عن مواد فتاتية أرضية جسيمية ، يغلب عليها حجم الطمي أو الطين . ويشير إلى كل من زيادة تركيز الرواسب العالقة وزيادة تراكم الرواسب الدقيقة (مؤقتًا أو دائمًا) في قيعان الأنهار حيث لا يُرغب بوجودها. غالبًا ما ينتج الترسيب عن تآكل التربة أو انسكاب الرواسب.

يُشار إليه أحيانًا بمصطلح " تلوث الرواسب " المبهم، والذي قد يشير أيضًا إلى التلوث الكيميائي للرواسب المتراكمة في القاع، أو إلى الملوثات المرتبطة بجزيئات الرواسب. ورغم أن مصطلح "الترسيب" ليس دقيقًا تمامًا، إذ يشمل أحجامًا أخرى من الجزيئات غير الطمي، إلا أنه يُفضّل لوضوحه.

قد يكون سبب زيادة نقل الرواسب إلى منطقة ما هو التعرية على الأرض أو الأنشطة في الماء.

في المناطق الريفية، يكون مصدر التعرية عادةً تدهور التربة نتيجةً للممارسات الزراعية المكثفة أو غير الكافية، مما يؤدي إلى تآكل التربة ، لا سيما في التربة الناعمة كالتربة الطينية . وينتج عن ذلك زيادة في كمية الطمي والطين في المسطحات المائية التي تصب في المنطقة. أما في المناطق الحضرية، فيكون مصدر التعرية عادةً أنشطة البناء، التي تتضمن إزالة الغطاء النباتي الأصلي للأرض، مما يخلق مؤقتًا ما يشبه الصحراء الحضرية التي يسهل جرف المواد الناعمة منها أثناء العواصف المطرية.

في المياه، يُعدّ تسرب الرواسب الناتج عن التجريف ، ونقل المواد المجروفة على متن البوارج، وترسيبها في المياه أو بالقرب منها، المصدر الرئيسي للتلوث. وقد يُلجأ إلى هذا الترسيب للتخلص من المواد غير المرغوب فيها، مثل إلقاء المواد المجروفة من الموانئ وقنوات الملاحة في عرض البحر . كما قد يُستخدم الترسيب لتعزيز الخط الساحلي، أو لإنشاء جزر اصطناعية ، أو لتجديد الشواطئ .

يؤثر تغير المناخ أيضاً على معدلات الترسيب. ^{[ 1 ]}

ومن الأسباب المهمة الأخرى لتراكم الطمي ، مخلفات الصرف الصحي وغيرها من الحمأة التي يتم تصريفها من المنازل أو المؤسسات التجارية التي لا تحتوي على خزانات صرف صحي أو مرافق لمعالجة مياه الصرف الصحي إلى المسطحات المائية.

بينما تبقى الرواسب المنقولة معلقة في الماء ، فإنها تُشكل ملوثًا لمن يحتاجون إلى مياه نظيفة، كما هو الحال في التبريد أو العمليات الصناعية، وتشمل هذه الرواسب الكائنات المائية الحساسة للمواد العالقة في الماء. ورغم أن العوالق البحرية (النيكتون) تتجنب أعمدة التلوث في الماء (كما في مشروع الرصد البيئي أثناء بناء جسر أوريسند )، فإن الكائنات القاعية المرشحة لا تجد سبيلًا للهروب. ومن بين أكثر الكائنات حساسيةً بوليبات المرجان . وبشكل عام، تُعد المجتمعات القاعية الصلبة وضفاف بلح البحر (بما في ذلك المحار) أكثر حساسيةً للترسيب من القيعان الرملية والطينية. وعلى عكس البحر، في الجداول المائية، يغطي التلوث المجرى بأكمله، باستثناء ربما المياه الراكدة، وبالتالي تتأثر الأسماك بشكل مباشر في معظم الحالات.

يمكن أن يؤثر الترسيب أيضاً على قنوات الملاحة أو قنوات الري. ويشير إلى التراكم غير المرغوب فيه للرواسب في القنوات المخصصة للسفن أو لتوزيع المياه.

يمكن التمييز بين القياسات عند المصدر، وأثناء النقل، وداخل المنطقة المتأثرة. قد تكون قياسات التعرية عند المصدر صعبة للغاية نظرًا لأن كمية المواد المفقودة قد لا تتجاوز جزءًا من المليمتر سنويًا. لذلك، يتمثل النهج المتبع عادةً في قياس الرواسب المنقولة في مجرى النهر، وذلك بقياس تركيز الرواسب وضربه في معدل التدفق ؛ على سبيل المثال، 50 ملغم/لتر (1.8 × 10⁻⁶ رطل/بوصة مكعبة) مضروبة في ³⁰ م³ / ^ثانية (1100 قدم مكعب /ثانية) تعطي 1.5 كغم/ثانية (200 رطل/دقيقة) .        

كذلك، يُقاس انتشار الرواسب بشكل أفضل أثناء انتقالها منه عند مصدرها. يُقدّر انتقال الرواسب في المياه المفتوحة بقياس العكارة ، وربطها بتركيز الرواسب (باستخدام معادلة انحدار مُطوّرة من عينات مياه مُرشّحة ومُجفّفة وموزونة)، ثم ضرب التركيز في معدل التصريف كما ذُكر سابقًا، وإجراء التكامل على كامل عمود الرواسب. ولتمييز مساهمة التسرب، تُطرح العكارة الأساسية من عكارة عمود التسرب. ولأن عمود التسرب في المياه المفتوحة يتغير مكانيًا وزمنيًا، يلزم إجراء التكامل على كامل العمود، وتكراره عدة مرات للحصول على هامش خطأ مقبول في النتائج. تُجرى القياسات بالقرب من المصدر، على بُعد بضع مئات من الأمتار.

أي منطقة تقع خارج نطاق منطقة العمل العازلة لتسرب الرواسب تُعتبر منطقة تأثير محتملة. في عرض البحر، يتركز التأثير المُقلق بشكل شبه حصري على الكائنات القاعية الثابتة ، إذ تُظهر البيانات التجريبية أن الأسماك تتجنب المنطقة المتأثرة بفعالية. يؤثر الترسيب على الكائنات القاعية بطريقتين رئيسيتين: قد تعيق الرواسب العالقة عملية جمع الغذاء للكائنات المرشحة، وقد يؤدي تراكم الرواسب في القاع إلى دفن الكائنات الحية لدرجة تجويعها أو حتى موتها. ولا يحدث انخفاض كافٍ في مستوى الضوء للتأثير على الإنتاجية الأولية إلا إذا كان التركيز شديدًا. وقد يؤدي تراكم كمية ضئيلة تصل إلى 1 ملم (0.039 بوصة) إلى موت بوليبات المرجان.  

بينما يمكن دراسة تأثير الترسيب على الكائنات الحية (بعد حدوث الضرر) من خلال الفحص المتكرر لقطع اختبار مختارة، يمكن قياس حجم عملية الترسيب في منطقة التأثير مباشرةً عن طريق المراقبة الآنية. تشمل المعايير التي يجب قياسها تراكم الرواسب، والعكارة على مستوى الكائنات الحية المرشحة، والضوء الساقط (اختياريًا). ^{[ 2 ]}

يمكن أيضاً رصد الترسيبات التي تؤثر على الملاحة البحرية من خلال المسوحات الباثيمترية المتكررة.

في المناطق الريفية، يتمثل خط الدفاع الأول في الحفاظ على الغطاء النباتي ومنع انجراف التربة. أما خط الدفاع الثاني فيتمثل في حجز الرواسب قبل وصولها إلى مجاري الأنهار (وهو ما يُعرف بالتحكم في الرواسب ). وفي المناطق الحضرية، تتمثل إجراءات الحماية في إبقاء الأرض مكشوفة لأقصر فترة ممكنة أثناء أعمال البناء، واستخدام مصائد الطمي لمنع وصول الرواسب إلى المسطحات المائية.

أثناء عملية التجريف، يمكن تقليل التسرب إلى الحد الأدنى، ولكن لا يمكن القضاء عليه تمامًا، من خلال تصميم وتشغيل الكراكة. إذا تم ترسيب المواد على اليابسة، يمكن إنشاء أحواض ترسيب فعالة. أما إذا تم إلقاؤها في مياه عميقة نسبيًا، فسيكون هناك تسرب كبير أثناء عملية الإلقاء فقط، ولن يحدث تسرب بعد ذلك، ويكون تأثير هذا التسرب ضئيلاً إذا كانت قيعان الرواسب الدقيقة فقط هي القريبة.

لعلّ من أصعب تضاربات المصالح التي يجب حلّها فيما يتعلق بتخفيف الترسيب، هو تغذية الشواطئ . فعند وضع الرواسب على الشواطئ أو بالقرب منها لتجديد شاطئ متآكل، تستمرّ الجزيئات الدقيقة الموجودة في هذه المواد بالانجراف طالما استمرّت عملية إعادة تشكيل الرمال. وبما أن جميع الشواطئ المُغذّاة تتآكل، وإلا لما احتاجت إلى التغذية، فإنها ستساهم في ترسيب الطمي بالقرب من الشاطئ تقريبًا طوال المدة اللازمة لتآكل ما أُضيف، وإن كان ذلك بانخفاض طفيف في حدّته مع مرور الوقت. ولأنّ هذا التسرّب ضارّ بالشعاب المرجانية، فإنّ هذه الممارسة تُؤدّي إلى تعارض مباشر بين المصلحة العامة المتمثّلة في إنقاذ الشواطئ، والحفاظ على أيّ شعاب مرجانية قريبة من الشاطئ. ولتقليل هذا التعارض، ينبغي عدم استخدام الرمال التي تحتوي على أيّ طمي أو طين في تغذية الشواطئ. في الواقع العملي، غالباً ما يتم أخذ الرمال من المناطق البحرية، وبما أن نسبة المواد الناعمة في الرواسب تزداد عادة في اتجاه البحر، فإن الرمال المترسبة ستحتوي حتماً على نسبة كبيرة من المواد الناعمة التي تساهم في الترسيب.

يُستحسن تقليل ترسب الطمي في قنوات الري من خلال التصميم الهيدرولوجي، وذلك لتجنب إنشاء مناطق ذات قدرة منخفضة على نقل الرواسب، لأن ذلك يُسهم في الترسيب. وبمجرد حدوث الترسيب في قنوات الري أو الملاحة، غالباً ما يكون التجريف هو الحل الوحيد.