فوائد شرب الشاي في تنقية المياه من المعادن

فوائد شرب الشاي وتأثيره على صحة الإنسان

ارتبط شرب الشاي بالعديد من الفوائد الصحية، بما في ذلك انخفاض خطر الإصابة بأمراض القلب ودرجة الالتهاب في الجسم. والآن، تشير دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة نورث وسترن إلى فائدة أخرى مدهشة لهذا المشروب: قد تساعد عملية التخمير في تنقية الماء.

دراسة جديدة حول امتصاص المعادن الثقيلة بواسطة الشاي

قد يؤدي تخمير الشاي إلى امتصاص المعادن الثقيلة مثل الرصاص والكادميوم بشكل طبيعي، وفقًا للدراسة التي نُشرت يوم الاثنين في مجلة ACS Food Science & Technology. يشير مصطلح "الامتزاز" إلى قدرة المادة الصلبة على الاحتفاظ بجزيئات - من غاز أو سائل أو مادة مذابة - كغشاء رقيق على سطحها الخارجي أو داخل الأسطح الداخلية مثل الشقوق.

وقال كبير مؤلفي الدراسة الدكتور فيناياك درافيد، أستاذ أبراهام هاريس لعلوم وهندسة المواد في جامعة نورث وسترن في إلينوي، عبر البريد الإلكتروني: "هذه واحدة من الدراسات "المنهجية" القليلة جدًا التي توفر تحكمًا عقلانيًا وإحصاءات ذات مغزى ومستوى "تكنولوجيا النانو" التي تم جلبها إلى موضوع يبدو عاديًا في تخمير الشاي". "لم تتم دراسة سوى القليل جدًا حول إمكانية التقاطه، بالإضافة إلى "إطلاقه"."

Loading image...

أنواع الشاي المستخدمة في الدراسة

درس المؤلفون كيف يعتمد امتصاص المعادن الثقيلة على أنواع مختلفة من الشاي - الأسود والأخضر والأولونغ والأبيض والبابونج والرويبوس - وطرق تخميره، وما إذا كان الشاي سائبًا أو في أكياس مصنوعة من القطن أو النايلون أو السليلوز (مادة طبيعية قابلة للتحلل مصنوعة من لب الخشب).

تجربة الامتزاز： كيفية إجراء البحث

بالنسبة لتجربة الامتزاز، قام الفريق بإعداد محاليل من الماء وتركيزات من الرصاص والمعادن الأخرى مثل الكادميوم والكروم والنحاس والزنك، ثم قاموا بتسخينها إلى ما دون درجة الغليان مباشرة. ثم أضاف المؤلفون أوراق أو أكياس الشاي ونقعوها لفترات زمنية مختلفة، من ثوانٍ إلى 24 ساعة، قبل قياس كمية المعادن المتبقية في الماء.

كان أداء أكياس السليلوز هو الأفضل، في حين أن أكياس القطن والنايلون بالكاد امتصت أيًا من المعادن.

وقال الدكتور بنجامين شيندل، المؤلف الأول للدراسة والمهندس المتعاقد مع مختبر تكنولوجيا الطاقة الوطنية التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، في بيان صحفي: "أكياس الشاي المصنوعة من النايلون تمثل مشكلة بالفعل لأنها تطلق مواد بلاستيكية دقيقة، لكن غالبية أكياس الشاي المستخدمة اليوم مصنوعة من مواد طبيعية، مثل السليلوز". عمل شندل على الدراسة البحثية أثناء دراسته للحصول على درجة الدكتوراه في جامعة نورث ويسترن.

نتائج التجربة وأداء أكياس الشاي

كان نوع الشاي وطحنه مهمًا أيضًا بدرجة بسيطة. امتصت الأوراق المطحونة ناعماً، خاصة أوراق الشاي الأسود، ملوثات أكثر من الأوراق الكاملة.

وقال شندل: "عندما تتم معالجة أوراق الشاي إلى شاي أسود، فإنها تتجعد وتتفتح مسامها". وتزيد هذه التجاعيد والمسام، بالإضافة إلى الطحن الناعم، من مساحة السطح، مما يزيد من القدرة على امتصاص الملوثات.

تأثير تخمير الشاي على إزالة الرصاص من الماء

وجد المؤلفون أن تخمير الشاي يمكن أن يرشح بشكل عام حوالي 15% من الرصاص من مياه الشرب. ويستند هذا التقدير على كوب واحد من الماء وكيس شاي واحد يتم تخميره لمدة ثلاث إلى خمس دقائق. ومع ذلك، كان العامل الأكثر أهمية بين جميع أنواع التجارب هو طول الفترة الزمنية التي نقع فيها الباحثون الشاي - فكلما تركوه منقوعاً لفترة أطول، كان امتصاص المعدن أفضل.

كانت هذه النتائج صحيحة بالنسبة لتركيزات الرصاص التي تصل إلى 10 أجزاء في المليون، أو جزء في المليون، على الرغم من أن التركيزات بهذا المستوى غير محتملة في المناطق المتقدمة للغاية.

تفسير النتائج في سياق العالم الحقيقي

وقالت الدكتورة تاشا ستويبر، وهي عالمة بارزة في مجموعة العمل البيئي لم تشارك في الدراسة، عبر البريد الإلكتروني: "بالنظر إلى ظروف الاختبار بتركيز أولي يبلغ 1 جزء في المليون (1000 جزء في المليون)، من الصعب القول كيف يمكن ترجمة ذلك إلى سيناريوهات العالم الحقيقي". "يحتوي الشاي المخمر (في الماء المقطر) على حوالي 1-4 جزء في البليون من الرصاص. تتراوح مياه الشرب في الولايات المتحدة من أنظمة المياه العامة حوالي 1 إلى 10 جزء في البليون لمعظم الأنظمة، والمستويات في حدود 30-100 جزء في البليون ستكون ملوثة للغاية. لذا فإن التركيزات التي تم اختبارها في الدراسة تمثل كمية كبيرة من الرصاص في المياه."

ما الذي يجب أن تعرفه عن استخدام الشاي كمرشح للماء

يؤكد المؤلفون أن تخمير الشاي قد يمتص المعادن الثقيلة عن طريق أيونات المعادن الثقيلة التي تلتصق بأسطح أوراق الشاي وتبقى عالقة حتى يتم التخلص من الكيس. في حالة أكياس السليلوز، قد يكون لهذه الأكياس مساحة سطح أكبر، وبالتالي مواقع ربط أكبر من المواد الاصطناعية.

قال شندل: "لست متأكدًا من وجود أي شيء مميز وفريد في أوراق الشاي كمادة". "فهي تتمتع بمساحة سطح نشطة عالية، وهي خاصية مفيدة لمادة ماصة وما يجعل أوراق الشاي جيدة في إطلاق المواد الكيميائية ذات النكهة بسرعة في الماء."

وأضاف شندل أن ما يميز هذه المادة هو أنه إلى جانب الماء "يصادف أن الشاي هو أكثر المشروبات استهلاكًا في العالم". "يمكنك سحق جميع أنواع المواد للحصول على تأثير مماثل لمعالجة المعادن، لكن ذلك لن يكون بالضرورة عمليًا. مع الشاي، لا يحتاج الناس إلى القيام بأي شيء إضافي."

الفرق بين الشاي وطرق تنقية المياه الأخرى

وقال درافيد إن الدراسة تروج أو تعزز فكرة أنه يمكن للمرء تنظيف أو تصفية كوب واحد في كل مرة في الحالات التي قد لا يكون فيها تنظيف البيئة المحيطة ممكنًا. لكنها لا تشير إلى أن تخمير الشاي هو بديل عن تنظيف المياه باستخدام مرشح، لأن المياه غير المفلترة قد تحتوي على ملوثات أخرى قد لا تمتصها أوراق الشاي أو الأكياس.

وقالت ستويبر إن هذه الشوائب يمكن أن تشمل النترات (المستخدمة في الأسمدة) أو المنتجات الثانوية للتطهير أو الزرنيخ أو المواد الألكيلية المفلورة والمتعددة الفلور، والتي تسمى أيضاً PFAS.

أهمية الفلاتر في تنقية المياه

وقالت ستويبر إن خفض مستويات الرصاص في مياه الشرب "من السهل القيام به باستخدام فلتر كربون بسيط"، وهو أيضاً أفضل طريقة. "يعمل الكربون بطريقة مشابهة لأوراق الشاي عن طريق (امتصاص) الرصاص، ولكنه يفعل ذلك بكفاءة أكبر بكثير.

وأضافت ستويبر: "وكما توضح الورقة بتركيزات أعلى، هناك حدود لـ (الامتصاص)، ولهذا السبب من المهم أن تتذكر تغيير خرطوشة الفلتر في الوقت المحدد كما هو موصى به". "بشكل عام، تُعد الدراسة تذكيرًا جيدًا بأن نكون على دراية بما يوجد في مياه الشرب لدينا."

وقالت ستويبر إن هذا الأمر مهم بشكل خاص للأطفال، الذين لا يوجد مستوى آمن للتعرض للرصاص بالنسبة لهم.