Динамика аккумуляции микропластика в пресноводных экосистемах России: пространственно-временные закономерности и экологические последствия
Ключевые слова:
микропластик, пресноводные экосистемы, биоаккумуляция, экологические риски, трофические цепиАннотация
Микропластиковое загрязнение представляет серьезную экологическую угрозу для пресноводных экосистем во всем мире. Несмотря на возрастающее внимание к данной проблеме, пространственно-временные закономерности распространения микропластика в пресноводных экосистемах России, а также механизмы его воздействия на биоту остаются недостаточно изученными. В настоящем исследовании проведена комплексная оценка распределения, аккумуляции и экологических эффектов микропластиковых частиц в различных компонентах пресноводных экосистем России. Мониторинг 26 водоемов различного типа в пяти географических регионах России (2020-2023 гг.) выявил повсеместное присутствие микропластика с концентрациями от 0,15 до 11,73 частиц/л в поверхностных водах и от 17,8 до 432,6 частиц/кг в донных отложениях. Установлена положительная корреляция между уровнем антропогенной нагрузки и концентрацией микропластика (r = 0,78, p < 0,01). Идентифицированы основные типы полимеров (полиэтилен, полипропилен, полистирол) и их потенциальные источники. Экспериментальная оценка воздействия микропластика на представителей различных трофических уровней показала дозозависимые эффекты, включая снижение выживаемости, репродуктивные нарушения и изменения поведенческих реакций. Выявлена биоаккумуляция микропластика в тканях гидробионтов с коэффициентами накопления от 3,2 до 27,8. Моделирование переноса микропластика по трофическим цепям продемонстрировало возможность его биомагнификации на высших трофических уровнях с коэффициентами от 1,3 до 2,1. Разработана прогностическая модель распространения микропластика в пресноводных экосистемах, учитывающая гидрологические, климатические и антропогенные факторы. Полученные результаты имеют важное значение для оценки экологических рисков микропластикового загрязнения и разработки эффективных стратегий мониторинга и управления водными ресурсами в условиях возрастающей антропогенной нагрузки.
Библиографические ссылки
Baldwin A.K., Corsi S.R., Mason S.A. Plastic debris in 29 Great Lakes tributaries: relations to watershed attributes and hydrology // Environmental Science & Technology. 2016. Vol. 50. № 19. pp. 10377-10385. DOI: 10.1021/acs.est.6b02917.
Dris R., Gasperi J., Rocher V., Saad M., Renault N., Tassin B. Microplastic contamination in an urban area: a case study in Greater Paris // Environmental Chemistry. 2015. Vol. 12. № 5. pp. 592-599. DOI: 10.1071/EN14167.
Eerkes-Medrano D., Thompson R.C., Aldridge D.C. Microplastics in freshwater systems: a review of the emerging threats, identification of knowledge gaps and prioritisation of research needs // Water Research. 2015. Vol. 75. pp. 63-82. DOI: 10.1016/j.watres.2015.02.012.
Eriksen M., Mason S., Wilson S., Box C., Zellers A., Edwards W., Farley H., Amato S. Microplastic pollution in the surface waters of the Laurentian Great Lakes // Marine Pollution Bulletin. 2013. Vol. 77. № 1-2. pp. 177-182. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2013.10.007.
Free C.M., Jensen O.P., Mason S.A., Eriksen M., Williamson N.J., Boldgiv B. High-levels of microplastic pollution in a large, remote, mountain lake // Marine Pollution Bulletin. 2014. Vol. 85. № 1. pp. 156-163. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2014.06.001.
Horton A.A., Walton A., Spurgeon D.J., Lahive E., Svendsen C. Microplastics in freshwater and terrestrial environments: Evaluating the current understanding to identify the knowledge gaps and future research priorities // Science of the Total Environment. 2017. Vol. 586. pp. 127-141. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.01.190.
Jambeck J.R., Geyer R., Wilcox C., Siegler T.R., Perryman M., Andrady A., Narayan R., Law K.L. Plastic waste inputs from land into the ocean // Science. 2015. Vol. 347. № 6223. pp. 768-771. DOI: 10.1126/science.1260352.
Koelmans A.A., Besseling E., Foekema E., Kooi M., Mintenig S., Ossendorp B.C., Redondo-Hasselerharm P.E., Verschoor A., van Wezel A.P., Scheffer M. Risks of plastic debris: unravelling fact, opinion, perception, and belief // Environmental Science & Technology. 2017. Vol. 51. № 20. pp. 11513-11519. DOI: 10.1021/acs.est.7b02219.
Lei L., Wu S., Lu S., Liu M., Song Y., Fu Z., Shi H., Raley-Susman K.M., He D. Microplastic particles cause intestinal damage and other adverse effects in zebrafish Danio rerio and nematode Caenorhabditis elegans // Science of the Total Environment. 2018. Vol. 619-620. pp. 1-8. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.11.103.
Li J., Liu H., Chen J.P. Microplastics in freshwater systems: A review on occurrence, environmental effects, and methods for microplastics detection // Water Research. 2018. Vol. 137. pp. 362-374. DOI: 10.1016/j.watres.2017.12.056.
Lusher A.L., McHugh M., Thompson R.C. Occurrence of microplastics in the gastrointestinal tract of pelagic and demersal fish from the English Channel // Marine Pollution Bulletin. 2013. Vol. 67. № 1-2. pp. 94-99. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2012.11.028.
McCormick A., Hoellein T.J., Mason S.A., Schluep J., Kelly J.J. Microplastic is an abundant and distinct microbial habitat in an urban river // Environmental Science & Technology. 2014. Vol. 48. № 20. pp. 11863-11871. DOI: 10.1021/es503610r.
Mintenig S.M., Int-Veen I., Löder M.G.J., Primpke S., Gerdts G. Identification of microplastic in effluents of waste water treatment plants using focal plane array-based micro-Fourier-transform infrared imaging // Water Research. 2017. Vol. 108. pp. 365-372. DOI: 10.1016/j.watres.2016.11.015.
Scherer C., Brennholt N., Reifferscheid G., Wagner M. Feeding type and development drive the ingestion of microplastics by freshwater invertebrates // Scientific Reports. 2017. Vol. 7. Article 17006. DOI: 10.1038/s41598-017-17191-7.
Wagner M., Scherer C., Alvarez-Muñoz D., Brennholt N., Bourrain X., Buchinger S., Fries E., Grosbois C., Klasmeier J., Marti T., Rodriguez-Mozaz S., Urbatzka R., Vethaak A.D., Winther-Nielsen M., Reifferscheid G. Microplastics in freshwater ecosystems: what we know and what we need to know // Environmental Sciences Europe. 2014. Vol. 26. Article 12. DOI: 10.1186/s12302-014-0012-7.
