بررسی آلودگی میکروپلاستیکی در رسوبات رودخانه سفیدرود استان گیلان

نوع مقاله : مقاله کامل علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد زیست دریا، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه و فنی‌مهندسی، دانشگاه گنبد‌کاووس، گنبد کاووس، ایران.

2 نویسنده مسئول، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه و فنی‌مهندسی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبد کاووس، ایران.

3 گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، ایران.

4 گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه و فنی‌مهندسی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبد کاووس، ایران

5 گروه شیلات و تولید و بهره‌برداری آبزیان، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

چکیده

هدف مطالعه حاضر بررسی آلودگی میکروپلاستیکی رسوبات رودخانه سفیدرود استان گیلان است. بدین منظور از پنج ایستگاه (مصب، مسکونی، کشاورزی، گردشگری و دهانه فاضلاب ورودی به رودخانه)، هر ایستگاه سه نمونه رسوب سطح و سه نمونه رسوب عمق جمع‌آوری شد. نمونه‌های رسوب، پس از آبگیری با روش جداسازی براساس اختلاف چگالی (SMI) و عبور ازکاغذ صافی جهت شناسایی میکروپلاستیک‌ها مورد بررسی قرار گرفتند. جهت شمارش تعداد، رنگ و اندازه میکروپلاستیک‌ها از استریومیکروسکوب دوربین‌دار و برای شناسایی جنس و عناصر سازنده آن‌ها از طیف‌سنجی رامان و آنالیز FESEM-EDS استفاده شد. از 30 نمونه رسوب سطحی و عمقی مورد بررسی؛ 86 ذره میکروپلاستیک در 100 گرم رسوب خشک شناسایی شد. ایستگاه فاضلاب (27.90درصد) و ایستگاه گردشگری (24.41 درصد) بیشترین آلودگی میکروپلاستیکی را داشتند. رنگ مشکی (37.20 درصد)، شکل فیبر (63.95 درصد) و محدوده اندازه 0.5-1 میلی‌متر (46.51 درصد) دارای بیشترین فراوانی بودند. آنالیز 3 نمونه تصادفی با طیف‌سنجی رامان نشان داد، که جنس پلیمر‌ها از نوع نایلون، پلی‌اتیلن، پلی استایرن بودند و طبق آنالیز FESEM-EDS نمونه‌های میکروپلاستیکی دارای سطح صافی نبودند و علاوه بر عناصر اصلی پلاستیک مانند کربن و اکسیژن، حامل عناصر دیگری مانند آهن، آلومینیوم و تیتانیوم بودند. با توجه به آلودگی‌های مشاهده شده در رودخانه سفیدرود؛ پایش دوره‌ای میکروپلاستیک‌ها در آب، رسوبات و آبزیان رودخانه که مهم‌ترین رودخانه بزرگ متصل به دریای خزر در کشور است و مدیریت پسماند‌ها و فاضلاب‌های ورودی به رودخانه و مهم‌تر از همه فرهنگ‌سازی و آگاه‌سازی مردم درخصوص آلودگی میکروپلاستیکی می‌تواند کمک شایانی برای کنترل آلودگی باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Microplastic Pollution in Sediments of the Sefidrud River, Gilan Province

نویسندگان [English]

  • Reza Kazemi Darsanaki 1
  • Sakineh Alijanpour 2
  • Akram Sadat Naeemi 3
  • Seyedeh Ainaz Shirangi 4
  • Safoura Abarghouei 5
1 M.Sc. Student in Marine Biology, Dept. of Biology, Faculty of Basic Science and Engineering, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran
2 Corresponding Author, Dept. of Biology, Faculty of Basic Science and Engineering, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran.
3 Dept. of Biology, Faculty of Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran.
4 Dept. of Biology, Faculty of Basic Science and Engineering, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran
5 Dept. of Fisheries and Aquatic Sciences, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
چکیده [English]

This study aimed to investigate the microplastic pollution in the sediments of the Sefidrud River. To achieve this goal, sediment samples were collected from five locations, including the river mouth, residential area, agricultural area, tourist area, and the wastewater inlet into the river. Three surface sediment samples and three deep sediment samples were collected from each station. The sediment samples were then analyzed to identify microplastics after separation using the Sediment-Microplastic Isolation (SMI) method and passed through a sieve. Stereomicroscopy was used to count microplastics' number, color, and size, while Raman spectroscopy and FESEM-EDS analysis were employed for polymer identification and elemental composition analysis. Among the 30 surface and deep sediment samples examined, 86 microplastic particles per 100 grams of dry sediment were identified. The wastewater station (27.90%) and the tourist area (24.41%) exhibited the highest microplastic pollution. Black color (37.20%), fiber shape (63.95%), and a size range of 0.5–1 millimeter (46.51%) were the most prevalent characteristics. Raman spectroscopy analysis of three random samples revealed that the polymer types were nylon, polyethylene, and polystyrene, while FESEM-EDS analysis showed that the microplastic particles had rough surfaces and contained elements such as iron, aluminum, and titanium in addition to the main plastic components like carbon and oxygen. These additional elements pose a significant threat to marine ecosystems. Given the concerning levels of pollution observed in the Sefidrud River, periodic monitoring of microplastics in water, sediments, and river organisms is essential. Furthermore, effective waste and wastewater management strategies are crucial, especially near river inlets. Above all, public awareness and education regarding microplastic pollution can play a significant role in its control.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Microplastic
  • Sediment
  • Sefidrud Revier

مراجع

1.Ribic, C. A., Sheavly, S. B., Rugg, D. J., & Erdmann, E. S. (2010). Trends and drivers of marine debris on the Atlantic coast of the United States 1997–2007. Marine pollution bulletin, 60 (8), 1231-1242.
2.Jiang, Y., Yang, F., Kazmi, S. S. U. H., Zhao, Y., Chen, M., & Wang, J. (2022). A review of microplastic pollution in seawater, sediments and organisms of the Chinese coastal and marginal seas. Chemosphere, 286, 131677.
3.Frias, J. P., & Nash, R. (2019). Microplastics: Finding a consensus on the definition. Marine pollution bulletin, 138, 145-147.
4.Bahri, A., Ghaemi, H., Abdolahi, A., & Doaie, M. M. (2018). The harmful impacts of microplastics in the marine environment-A review. Environment and Water Engineering, 4 (1), 72-83.
5.Laermanns, H., Reifferscheid, G., Kruse, J., Földi, C., Dierkes, G., Schaefer, D., ... & Stock, F. (2021). Microplastic in Water and Sediments at the Confluence of the Elbe and Mulde Rivers in Germany. Frontiers in Environmental Science, 9, 590.
6.Bonyadi, Z., Maghsodian, Z., Zahmatkesh, M., Nasiriara, J., & Ramavandi, B. (2022). Investigation of microplastic pollution in Torghabeh River sediments, northeast of Iran. Journal of Contaminant Hydrology, 250, 104064.
7.Teuten, E. L., Saquing, J. M., Knappe, D. R., Barlaz, M. A., Jonsson, S., Björn, A., ... & Takada, H. (2009). Transport and release of chemicals from plastics to the environment and to wildlife. Philosophical transactions of the royal society B: biological sciences, 364 (1526), 2027-2045.
8.Simon, N., & Schulte, M. L. (2017). Stopping global plastic pollution: the case for an international convention. Paper presented at the Stopping global plastic pollution: the case for an international convention: Simon, Nils uSchulte, Maro Luisa.
9.Kiyani, V., & Feghhi, J. (2015). Investigation of cover/land use structure of sefidrod watershed by landscape ecology metrics. Journal of Environmental Science and Technology, 17 (2), 131-141.
10.Bagheri, T., Gholizadeh, M., Abarghouei, S., Zakeri, M., Hedayati, A., Rabaniha, M., ... & Hafezieh, M. (2020). Microplastics distribution, abundance and composition in sediment, fishes and benthic organisms of the Gorgan Bay, Caspian sea. Chemosphere, 257, 127201.
11.Coppock, R. L., Cole, M., Lindeque, P. K., Queirós, A. M., & Galloway, T. S. (2017). A small-scale, portable method for extracting microplastics from marine sediments. Environmental Pollution, 230, 829-837.
12.Sharifi Kiasari, F., Talaeian, M., & Nasrollahzadeh Saravi, H. (2020). Study on The Presence of Microplastics in the Surface Sediments of the Caspian coast (A case study of Farahabad coast in Sari). Journal of Environmental Science Studies, 5 (2), 2644-2650.
13.Ghattavi, K., Naji, A., & Kord, S. (2019). Investigation of microplastic contamination in the gastrointestinal tract of some species of caught fish from Oman sea. Iranian Journal of Health and Environment, 12 (1):141-50.
14.De Witte, B., Devriese, L., Bekaert, K., Hoffman, S., Vandermeersch, G., Cooreman, K., & Robbens, J. (2014). Quality assessment of the blue mussel (Mytilus edulis): Comparison between commercial and wild types. Marine pollution bulletin, 85 (1), 146-155.
15.Hosseini, R., Sayadi, M. H., Aazami, J., & Savabieasfehani, M. (2020). Accumulation and distribution of microplastics in the sediment and coastal water samples of Chabahar Bay in the Oman Sea, Iran. Marine pollution bulletin, 160, 111682.
16.Liu, S., Jian, M., Zhou, L., & Li, W. (2019). Distribution and characteristics of microplastics in the sediments of Poyang Lake, China. Water Science and Technology, 79 (10), 1868-1877.
17.Yeganeh Far, M., Shakeri, A., Rastegari Mehr, M., & Lahijani, O. (2020). Investigating abundance and characteristics of microplastics as emerging pollutants in sediments of Taleqan dam and upstream river in Alborz province. Iranian Journal of Health and Environment, 13 (1), 65-76.
18.Behmanesh, M., Chamani, A., & Chavoshi, E. (2022). Occurrence, Abundance and Characteristics of Microplastics in the Sediments of the Zayandeh-Rud River. Environment and Interdisciplinary Development, 7 (76), 74-89.
19.Masoudi, E., Hedayati, A., Bagheri, T., Salati, A., Safari, R., Gholizadeh, M., & Zakeri, M. (2022). Microplastic contamination in fishes of Gharasoo River basin, Golestan Province. Aquaculture Sciences, 9 (2), 108-115.
20.Akhbarizadeh, R., Nabipour, I., & Dobaradaran, S. (2022). Microplastics in the Persian Gulf. ISMJ, 25 (2), 179-197.
21.Nematollahi, M. J., Moore, F., Keshavarzi, B., Vogt, R. D., Saravi, H. N., & Busquets, R. (2020). Microplastic particles in sediments and waters, south of Caspian Sea: frequency, distribution, characteristics, and chemical composition. Ecotoxicology and Environmental Safety, 206, 111137.
22.Gholizadeh, M., & Cera, A. (2022). Microplastic contamination in the sediments of Qarasu estuary in Gorgan Bay, south-east of Caspian Sea, Iran. Science of The Total Environment, 838, 155913.
23.Ghanbari, N., Fataei, E., Naji, A., Imani, A. A., & Nasehi, F. (2022). Microplastic pollution in sediments in the urban section of the Qara Su River, Iran. Applied Water Science, 12 (8), 192.
24.Tsang, Y. Y., Mak, C. W., Liebich, C., Lam, S. W., Sze, E. T., & Chan, K. M. (2017). Microplastic pollution in the marine waters and sediments of Hong Kong. Marine Pollution Bulletin, 115 (1-2), 20-28.
25.Aliabad, M. K., Nassiri, M., & Kor, K. (2019). Microplastics in the surface seawaters of Chabahar Bay, Gulf of Oman (Makran coasts). Marine pollution bulletin, 143, 125-133.
26.Edo, C., González-Pleiter, M., Leganés, F., Fernández-Piñas, F., & Rosal, R. (2020). Fate of microplastics in wastewater treatment plants and their environmental dispersion with effluent and sludge. Environmental Pollution, 259, 113837.
27.Egessa, R., Nankabirwa, A., Ocaya, H., & Pabire, W. G. (2020). Microplastic pollution in surface water of Lake Victoria. Science of the Total Environment, 741, 140201.
مجله بهره برداری و پرورش آبزیان
دوره 13، شماره 3
مهر 1403
صفحه 197-209

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار