ДОСЛІДЖЕННЯ РОЗПОДІЛУ МІКРОПЛАСТИКУ В ДОННИХ ВІДКЛАДАХ ЗАХІДНОЇ ЧАСТИНИ ЧОРНОГО МОРЯ

Автор(и)

  • Володимир ЄМЕЛЬЯНОВ Державна наукова установа "Центр проблем морської геології, геоекології та осадового рудоутворення НАН України", Київ, Україна
  • Євген НАСЄДКІН Державна наукова установа "Центр проблем морської геології, геоекології та осадового рудоутворення НАН України", Київ, Україна
  • Тамара КУКОВСЬКА Державна наукова установа "Центр проблем морської геології, геоекології та осадового рудоутворення НАН України", Київ, Україна
  • Тетяна КОШЛЯКОВА Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення імені М.П. Семененка НАН України, Київ, Україна
  • Наталія ФЕДОРОНЧУК Державна наукова установа "Центр проблем морської геології, геоекології та осадового рудоутворення НАН України", Київ, Україна
  • Ігор ШУРАЄВ Державна наукова установа "Центр проблем морської геології, геоекології та осадового рудоутворення НАН України", Київ, Україна
  • Володимир ЮХИМЧУК Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.17721/1728-2713.107.13

Ключові слова:

мікропластик, донні відклади, методика досліджень, екологія, спектроскопія, візуальні обстеження

Анотація

Вступ. Розповсюдження та накопичення пластикових відходів у навколишньому середовищі нині є визнаною глобальною проблемою. Розробка ефективної стратегії управління пластиковими відходами та мінімізації їх впливу на морське середовище неможлива без проведення польових досліджень у місцях їх накопичення, особливо у донних відкладах. Визначення їх вмісту у верхньому шарі осадів та вивчення якісних і кількісних характеристик дає змогу окреслити закономірності їх надходження в акваторію, поширення та накопичення, ризики впливу на морські організми.

Методи. Візуальне визначення мікрочастинок пластику проводили під монокуляром оптичного мікроскопа SIGETA MB-12 LCD. Альтернативний метод ідентифікації, тест гарячою голкою, також використовувався для визначення пластику під мікроскопом. Раманівську спектроскопію було використано для проведення структурної ідентифікації. Лабораторні дослідження проводили на однокаскадному спектрометрі MDR-23 з охолоджуваним CCD-детектором і мікроскопом Micromed.

Результати. Аналіз кожного зразка та подальше узагальнення показали наявність частинок пластику в усіх точках зони відбору, у різних кількостях та складі. Результати досліджень підтверджують, що мікрочастинки пластику в поверхневих відкладах досить поширені на всій території досліджень і повсюдно вони представлені різними типами, де за морфологічними характеристиками домінують волокна, а за хімічними типами – поліетилен і поліпропілен. Стабільної залежності перерозподілу мікропластику різної щільності від відстані від берега немає. Єдине, що можна підтвердити, це нерівномірність латерального розподілу в межах шельфової зони, що цілком імовірно пов'язане з впливом антропогенного площинного навантаження на поверхневі донні відклади.

Висновки. Дослідження показали, що мікрочастинки пластику в поверхневих відкладах досить поширені на всій території обстеження, і всюди вони представлені різними типами, з домінуючими за морфологічними характеристиками волокнами. Що стосується розподілу мікропластику в поверхневих відкладах залежно від природних умов, було з'ясовано, що кількість полімерів, у перерахунку на суху вагу зразків ґрунтової матриці, збільшується в напрямку схилу материка. Важливим результатом роботи стало виявлення ряду актуальних питань, недоліків і невизначеностей у лабораторних методах дослідження, пробопідготовці та ідентифікації мікропластику, які потребують вирішення в майбутньому.

Посилання

Andrady, A. L. (2011). Microplastics in the marine environment. Marine Pollution Bulletin, 62, 1596–1605. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2011.05.030

Andrady, A. L. (2017). The plastic in microplastics: a review. Marine Pollution Bulletin, 119(1), 12–22. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.01.082

Blair, R. M., Waldron, S., Phoenix, V. R, & Gauchotte-Lindsay, C. (2019). Microscopy and elemental analysis characterisation of microplastics in sediment of a freshwater urban river in Scotland, UK. Environmental Science and Pollution, 26, 12491–12504. https://doi.org/10.1007/s11356-019-04678-1

De Witte, B., Devriese, L, Bekaert, K., Hoffman, S., Vandermeersch, G., Cooreman, K., & Robbens, K. (2014). Quality assessment of the blue mussel (Mytilus edulis): Comparison between commercial and wild types. Marine Pollution Bulletin, 85(1), 146–155. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2014.06.006

Dekiff, J., Remy, D., Klasmeier, J., & Fries, E. (2014). Occurrence and spatial distribution of microplastics in sediments from Norderney. Environmental pollution. 186C, 248–256. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2013.11.019

D'Hont, A., Gittenberger, A., Leuven, R. S. E. W., & Hendriks, A. (2021). Dropping the microbead: Source and sink related microplastic distribution in the Black Sea and Caspian Sea basins. Marine Pollution Bulletin, 173, 112982. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2021.112982

Duis, K., Coors, A. (2016). Microplastics in the aquatic and terrestrial environment: sources (with a specific focus on personal care products), fate and effects. Environmental Sciences Europe. 28:2. https://doi.org/10.1186/s12302-015-0069-y

Ellrich, J. A., Ehlers, S. M., Furukuma, S., Pogoda, B., & Koop, J. H. E. (2023). Characterization of three plastic forms: Plasticoncrete, plastimetal and plastisessiles. Science of The Total Environment, 895, 165073. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165073.

Faure, F., Demars, C., Wieser, O., Kunz, M., & De Alencastro, L. F. (2015). Plastic pollution in Swiss surface waters: Nature and concentrations, interaction with pollutants. Environmental Chemistry, 12, 582–591. https://doi.org/10.1071/EN14218

Geyer, R., Jambeck, J. R., & Law, K. L. (2017). Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances, 3(7). https://doi:10.1126/sciadv.1700782

Guidance on Monitoring of Marine Litter in European Seas (2013). MSFD Technical Subgroup on Marine Litter. Publications Office of the European Union. https://mcc.jrc.ec.europa.eu/documents/201702074014.pdf

Guidance on the Monitoring of Marine Litter in European Seas (2023). An update to improve the harmonised monitoring of marine litter under the Marine Strategy Framework Directive. Publications Office of the European Union, Luxembourg. https://doi.org/10.2760/59137

Guide to microplastic identification (2012). Marine & Environmental Research Institute. https://static1.squarespace.com/static/55b29de4e4b08 8f33db802c6/t/56faf38459827e51fccdfc2d/1459286952520/MERI_Guide+ to+Microplastic+Identification.pdf

Hanke, G., Galgani, F., & Werner, S. et al. (2013). Guidance on Monitoring of Marine Litter in European Seas. Publications Office of the European Union. https://doi.org/10.2788/99475

Hidalgo-Ruz, V., Gutow, L., Thompson, R. C., & Thiel, M. (2012). Microplastics in the Marine Environment: A Review of the Methods Used for Identification and Quantification. Environmental Science & Technology, 46(6), 3060–3075. https://doi.org/10.1021/es2031505

Hidalgo-Ruz, V., Gutow, L., Thompson, R.C., & Thiel, M. (2012). Microplastics in the Marine Environment: A Review of the Methods Used for Identification and Quantification. Environmental Science & Technology, 46(6), 3060–3075. https://doi.org/10.1021/es2031505

Hoornweg, D., Bhada-Tata, P. (2012). What a waste: a global review of solid waste management. Urban Development Series. 15, 116. http://hdl.handle.net/10986/17388

Imhof, H. K., Schmid, J., & Niessner, R. et al. (2012). A novel highly efficient method for the separation and quantification of plastic particles in sediments of aquatic environments. Limnology and Oceanography: Methods, 10, 524–537. https://doi.org/10.4319/lom.2012.10.524

Kershaw, P. J., Turra, A., & Galgani, F. (2019). Guidelines or the monitoring and assessment of plastic litter and microplastics in the ocean. Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection. Rep. Stud. GESAMP, 99, 130. https://archimer.ifremer.fr/doc/00585/69677/

Lambert, S., Wagner, M. (2016). Microplastics are contaminants of emerging concern in freshwater environments: an overview. Freshwater Science, 36(2), 251–268. https://doi.org/10.1007/978-3-319-61615-5_1

Lebreton, L. C. M., Van der Zwet, J., Damsteeg, J. W., Slat, B., Andrady, A., & Reisser, J. (2017). River plastic emissions to the world's ocean. Nature communications, 8, 15611. https://doi.org/10.1038/ncomms15611

Liebezeit, G., & Dubaish, F. (2012). Microplastics in Beaches of the East Frisian Islands Spiekeroog and Kachelotplate. Bulletin of environmental contamination and toxicology, 89(1), 213–217. https://doi.org/10.1007/s00128-012-0642-7

Mariano, S., Tacconi, S., Fidaleo, M., Rossi M., & Dini L. (2021). Micro and Nanoplastics Identification: Classic Methods and Innovative Detection Techniques. Frontiers in Toxicology, 3, 1–17. https://doi.org/10.3389/ftox.2021.636640

Mariano, S., Tacconi, S., Fidaleo, M., Rossi, M., & Dini, L. (2021). Micro and Nanoplastics Identification: Classic Methods and Innovative Detection Techniques. Frontiers in Toxicology, 3, 1–17. https://doi.org/10.3389/ftox.2021.636640

Masura, J. et al. (2015). Laboratory methods for the analysis of microplastics in the marine environment: recommendations for quantifying synthetic particles in waters and sediments (NOAA Technical Memorandum NOS-OR&R-48). http://dx.doi.org/10.25607/OBP-604

McDermid, K. J., & McMullen, T. L., (2004). Quantitative analysis of smallplastic debris on beaches in the Hawaiian Archipelago. Marine Pollution Bulletin, 48(7-8), 790–794. https://doi:10.1016/j.marpolbul.2003.10.017

Nuelle, M. T., Dekiff, J. H., Remy, D., & Fries, E. (2014). A new analytical approach for monitoring microplastics in marine sediments. Environmental Pollution, 184, 161–169. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2013.07.027

Pellegrini, C., Saliu, F., Bosman, A., Sammartino, I., Raguso, C., Mercorella, A., Galvez, D. S., Petrizzo, A., Madricardo, F., Lasagni, M., Clemenza, M., Trincardi, F., & Rovere, M. (2023). Hotspots of microplastic accumulation at the land-sea transition and their spatial heterogeneity: The Po River prodelta (Adriatic Sea). Science of The Total Environment, 895, 164908. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164908

PlasticsEurope (2018). Plastics – the Facts 2018. https://plasticseurope.org/wp-content/uploads/2021/10/2018-Plastics-the-facts.pdf.

Pojar, I., Stănică, A., Stock, F., Kochleus, C., Schultz, M., & Bradley, C. (2021). Sedimentary microplastic concentrations from the Romanian Danube River to the Black Sea. Scientific Reports, 11, 2000. https://doi.org/10.1038/s41598-021-81724-4

Schmidt, L.-K., Bochow, M., Imhof, H. K., & Oswald, S. E. (2018). Multitemporal surveys for microplastic particles enabled by a novel and fast application of SWIR imaging spectroscopy – Study of an urban watercourse traversing the city of Berlin, Germany. Environmental Pollution, 239, 579–589. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.03.097

Vermeiren P., Muñoz C., & Ikejima K. (2020). Microplastic identification and quantification from organic rich sediments: A validated laboratory protocol. Environmental Pollution, 262, 114298. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114298

Wright, S. L., & Kelly, F. J. (2017). Plastic and human health: a micro issue? Environmental Science & Technology, 51(12), 6634–6647. https://doi.org/10.1021/acs.est.7b00423

Завантаження

Опубліковано

29.01.2025

Як цитувати

ЄМЕЛЬЯНОВ, В., НАСЄДКІН, Є., КУКОВСЬКА, Т., КОШЛЯКОВА, Т., ФЕДОРОНЧУК, Н., ШУРАЄВ, І., & ЮХИМЧУК, В. (2025). ДОСЛІДЖЕННЯ РОЗПОДІЛУ МІКРОПЛАСТИКУ В ДОННИХ ВІДКЛАДАХ ЗАХІДНОЇ ЧАСТИНИ ЧОРНОГО МОРЯ. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія, 4(107), 104-113. https://doi.org/10.17721/1728-2713.107.13