Микропластик в почвах Холмов Тала, Восточная Антарктида

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые на примере оазиса Вечерний, Холмы Тала, Земля Эндерби получены данные о содержании частиц микропластика (менее 5 мм) в почвах Восточной Антарктиды. Проанализировано 7 проб, отобранных с глубины 0–15 см. Исследовали две фракции почв (<1 мм и 1–5 мм) в трехкратной повторности (42 индивидуальные навески). Методика выделения частиц микропластика включала просеивание почв, плотностное разделение в растворе хлорида цинка, центрифугирование, вакуумную фильтрацию и микроскопический анализ. Для фильтрации использовали фильтры из стекловолокна с диаметром пор 1.6 мкм. Количественную оценку частиц микропластика осуществляли с помощью микроскопа, цифровой камеры и соответствующего программного обеспечения. Установлено, что частицы микропластика присутствуют во всех проанализированных пробах. Их количество варьирует от 66 до 1933 ед./кг сухой почвы. В большинстве случаев преобладают частицы размером <1 мм, на долю которых приходится от 70 до 100%. В 70% случаев доминируют волокна, в 30% – фрагменты неправильной формы пластмасс; пленки встречаются единично. Отсутствует четко выраженная приуроченность повышенного количества частиц микропластика к объектам инфраструктуры, что может быть следствием влияния других факторов, в том числе локального и дальнего переноса.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. И. Кухарчик

Институт природопользования Национальной академии наук Беларуси

Автор, ответственный за переписку.
Email: tkukharchyk@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3434-1244
Белоруссия, Минск

С. В. Какарека

Институт природопользования Национальной академии наук Беларуси

Email: tkukharchyk@gmail.com
Белоруссия, Минск

К. О. Рябычин

Институт природопользования Национальной академии наук Беларуси

Email: tkukharchyk@gmail.com
Белоруссия, Минск

Список литературы

  1. Абакумов Е.В. Гранулометрический состав почв Западной Антарктики // Почвоведение. 2010. № 3. C. 324–332. https://doi.org/10.1134/S1064229310030075
  2. Абакумов Е.В., Парникоза И.Ю., Лупачев А.В., Лодыгин Е.Д., Габов Д.Н., Кунах В.А. Содержание полициклических ароматических углеводородов в почвах окрестностей антарктических станций // Гигиена и санитария. 2015. Т. 94. № 7. С. 20–25.
  3. Горячкин С.В., Мергелов Н.С., Таргульян В.О. Генезис и география почв экстремальных условий: элементы теории и методические подходы // Почвоведение. 2019. № 1. С. 5–19. https://doi.org/10.1134/S0032180X19010040
  4. Кухарчик Т.И., Какарека С.В., Гигиняк Ю.Г. Почвы полуострова Брокнес, Восточная Антарктида // Почвоведение. 2022. № 12. C. 1473–1488. https://doi.org/10.31857/S0032180X22100513
  5. Кухарчик Т.И., Чернюк В.Д. Загрязнение почв микропластиком при производстве пенополистирола // Почвоведение. 2022. № 3. С. 370–380. https://doi.org/10.31857/S0032180X2203008X
  6. Мергелов Н.С. Почвы влажных долин в оазисах Ларсеманн и Вестфолль (Земля Принцессы Елизаветы, Восточная Антарктида) // Почвоведение. 2014. № 9. С. 1027–1045. https://doi.org/10.7868/S0032180X14090093
  7. Терехова В.А. Биотестирование экотоксичности почв при химическом загрязнении: современные подходы к интеграции для оценки экологического состояния (обзор) // Почвоведение. 2022. № 5. С. 586-599. https://doi.org/10.31857/S0032180X22050094
  8. Alekseev I., Abakumov E. Content of trace elements in soils of Eastern Antarctica: variability across landscapes//Arch Environ Contam Toxicol. 2021. V. 80. P. 368–388. https://doi.org/10.1007/s00244-021-00808-4
  9. Allen S., Allen D., Baladima F., Phoenix V.R., Thomas J.L., Le Roux G., Sonke J.E. Evidence of free tropospheric and long-range transport of microplastic at Pic du Midi Observatory // Nat Commun. 2021. V. 12(1). P. 7242. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27454-7.
  10. Amaro E., Padeiro A., Mão de Ferro A., Mota A.M., Leppe M., Verkulich S., Hughes K.A., Peter H-U., Canário J. Assessing trace element contamination in Fildes Peninsula (King George Island) and Ardley Island, Antarctic // Marine Poll. Bull. 2015. V. 97. P. 523–527. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2015.05.018.
  11. Aves A.R., Revell L.E., Gaw S., Ruffell H., Schuddeboom A., Wotherspoon N.E., LaRue M., McDonald A.J. First evidence of microplastics in Antarctic snow // The Cryosphere. 2022. V. 16. P. 2127–2145. https://doi.org/10.5194/tc-16-2127-2022
  12. Bergami E., Rota E., Caruso T., Birarda G., Vaccari L., Corsi I. Plastics everywhere: first evidence of polystyrene fragments inside the common Antarctic collembolan Cryptopygus antarcticus // Biol. Lett. 2020. V. 16. P. 20200093. http://dx.doi.org/10.1098/rsbl.2020.0093
  13. Bessa F., Ratcliffe N., Otero V., Sobral P., Marques J.C., Waluda C.M., Trathan P.N., Xavier J.C. Microplastics in gentoo penguins from the Antarctic region // Sci Rep. 2019. V. 9. P. 14191. https://doi.org/10.1038/s41598-019-50621-2
  14. Brahney J., Mahowald N., Prank M., Cornwell G., Klimont Z., Matsui H., Prather K.A. Constraining the atmospheric limb of the plastic cycle // P. Natl. Acad. Sci. USA. 2021. V. 118. P. e2020719118. https://doi.org/10.1073/pnas.2020719118.
  15. Caruso G., Bergami E., Singh N., Corsi I. Plastic occurrence, sources, and impacts in Antarctic environment and biota // Water Biol. Security. 2022. V. 1. P. 100034. https://doi.org/10.1016/j.watbs.2022.100034.
  16. Chen G., Feng Q., Wang J. Mini-review of microplastics in the atmosphere and their risks to humans // Sci. Total Environ. 2020. V. 703. P. 135504. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135504.
  17. Chen Y., Leng Y., Liu X., Wang J. Microplastic pollution in vegetable farmlands of suburb Wuhan, central China // Environ Pollut. 2020. V. 257. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113449
  18. Cohen N., Radian A. Microplastic Textile fibers accumulate in sand and are potential sources of micro(nano)plastic pollution // Environ Sci Technol. 2022. V. 56. P. 17635–17642. https://doi.org/10.1021/acs.est.2c05026.
  19. Corradini F., Meza P., Eguiluz R., Casado F., Huerta-Lwanga E., Geissen V. Evidence of microplastic accumulation in agricultural soils from sewage sludge disposal // Sci. Total Environ. 2019. V. 671. P. 411–420. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.03.368
  20. Cunningham E.M., Ehlers S.M., Dick J.T., Sigwar J.D., Linse K., Dick J.J., Kiriakoulakis K. High abundances of microplastic pollution in deep-sea sediments: evidence from Antarctica and the southern ocean // Environ. Sci. Technol. 2020. V. 54(21). P. 13661–13671. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c03441
  21. Cunningham E.M., Seijo N.R., Altieri K.E., Audh R.R., Burger J.M., Bornman T.G., Fawcett S., Gwinnett C.M.B., Osborne A.O., Woodall L.C. The transport and fate of microplastic fibres in the Antarctic: The role of multiple global processes // Front. Mar. Sci. 2022. V. 9. P.1056081. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.1056081
  22. Eriksson C., Burton H. Origins and biological accumulation of small plastic particles in fur seals from Macquarie Island // Ambio. 2003. V. 32(6). P. 380-4. https://doi.org/10.1579/0044-7447-32.6.380.
  23. Fan W., Qiu C., Qu Q., Hu X., Mu L., Gao Z., Tang X. Sources and identification of microplastics in soils // Soil & Environmental Health. 2023. V. 1(2). P. 100019. https://doi.org/10.1016/j.seh.2023.100019.
  24. Franeker J.A., Bell P.J. Plastic ingestion by petrels breeding in Antarctica // Mar. Pollut. Bull. 1988. V. 19. P.672–674.
  25. González-Pleiter M., Edo C., Velázquez D., Casero-Chamorro M.C., Leganés F., Quesada A., Fernández-Piñas F., Rosal R. First detection of microplastics in the freshwater of an Antarctic Specially Protected Area // Mar. Pollut. Bull. 2020. V. 161. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.111811
  26. González-Pleiter M., Lacero, G., Edo C., Lozoya J.P., Leganés F., Fernández-Piñas F., Rosal R., Teixeira-de-Mello F. A Pilot Study about microplastics and mesopelagic in an Antarctic Glacier // Cryosphere. 2021. V. 15. P. 2531–2539. https://doi.org/10.5194/tc-15-2531-2021
  27. Grause G., Kuniyasu Y., Chien M.F., Inoue C. Separation of microplastic from soil by centrifugation and its application to agricultural soil // Chemosphere. 2022. V. 288(Pt 3). P. 132654. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.132654.
  28. He D., Luo Y., Lu S., Liu M., Song Y., Lei L. Microplastics in soils: Analytical methods, pollution characteristics and ecological risks // Trends in Analytical Chemistry. 2018. V. 109. Р. 163–172. https://doi.org/10.1016/j.trac.2018.10.006
  29. Imhof H.K., Laforsch C., Wiesheu A.C., Schmid J., Anger P.M., Niessner R., Ivleva N.P. Pigments and plastic in limnetic ecosystems: A qualitative and quantitative study on microparticles of different size classes // Water Res. 2016. V. 98. P. 64–74. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.03.015
  30. Ivar do Sul J.A., Barnes D., Costa M. F., Convey P., Costa E., Campos L. Plastics in the Antarctic environment: Are we looking only at the tip of the iceberg? // Oecologia Australis. 2011. V. 15(1). P. 150–170. https://doi.org/10.4257/oeco.2011.1501.11
  31. Kelly A., Lannuzel D., Rodemann T., Meiners K.M., Auman H.J. Microplastic contamination in east Antarctic sea ice // Mar. Pollut. Bull. 2020. V. 154. P. 11130. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.111130.
  32. Kennicutt II M.C., Klein A., Montagna P., Sweet S., Wade T., Palmer T., Sericano J., Denoux G. Temporal and spatial patterns of anthropogenic disturbance at McMurdo Station, Antarctica // Environ. Res. Lett. 2010. V. 5. 10 pp.
  33. Kukharchyk T., Kakareka S., Giginyak Y. Trace elements in soils of oases of Enderby Land (on an example of Vecherny oasis) //Czech Polar Reports. 2018. V. 8(2). P. 162–177. https://doi.org/10.5817/CPR2018-2-13
  34. Lacerda A.L.d.F., Rodrigues L.d.S., van Sebille E., Rodrigues F.L., Ribeiro L., Secchi E.R., Kessler F. , Proietti M.C. Plastics in sea surface waters around the Antarctic Peninsula // Sci Rep. 2019. V.9. P. 3977. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40311-4
  35. Li Q., Wu J., Zhao X., Gu X., Ji R. Separation and identification of microplastics from soil and sewage sludge // Environ. Pollut. 2019. V. 254. P. 113076. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113076
  36. Lin J., Rayhan A. S., Wang Y., Wu Z., Lin Y., Ke H., Li T., Chen K., Cai M. Distribution and contamination assessment of heavy metals in soils and sediments from the Fildes Peninsula and Ardley Island in King George Island, Antarctica // Polar Research. 2021. V. 40. P. 1–11. https://doi.org/10.33265/polar.v40.5270
  37. Liu K., Wu T., Wang X., Song Z., Zong C., Wei N., Li D. Consistent transport of terrestrial microplastics to the ocean through atmosphere // Environ. Sci. Tech. 2019. V. 53(18). P. 10612–10619. https://doi.org/10.1021/acs.est.9b03427
  38. Liu M., Lu S., Song Y., Lei L., Hu J., Lv W., Zhou W., Cao C., Shi H., Yang X., He D. Microplastic and mesoplastic pollution in farmland soils in suburbs of Shanghai, China // Environ Pollut. 2018. V. 242(Pt A). P. 855–862. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.07.051.
  39. Munari C., Infantini V., Scoponi M., Rastelli E., Corinaldesi C., Mistri M. Microplastics in the sediments of Terra Nova Bay (Rossa Sea, Antarctica) // Mar. Pollut. Bull. 2017. V. 122. P. 161–165. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.06.039
  40. Perfetti-Bolaño A., Araneda A., Muñoz K., Barra R.O. Occurrence and distribution of microplastics in soils and intertidal sediments at Fildes Bay, Maritime Antarctica // Front. Mar. Sci. 2022. V. 8. P. 774055. https://doi.org/10.3389/fmars.2021.774055
  41. Ranjan V.P., Joseph A., Sharma H.B., Goel S. Preliminary investigation on effects of size, polymer type, and surface behaviour on the vertical mobility of microplastics in a porous media // Sci. Total Environ. 2023. V. 864. P. 161148. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161148.
  42. Reed S., Clark M., Thompson R., Hughes K.A. Microplastics in marine sediments near Rothera Research Station, Antarctica // Mar. Pollut. Bull. 2018. V. 133. P. 460–463. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2018.05.068.
  43. Rillig M.C. Microplastic in terrestrial ecosystems and the soil? // Environ. Sci. Technol. 2012. V. 46. P. 6453–6454. https://doi.org/10.1021/es302011r
  44. Rota E., Bergami E., Corsi I., Bargagli R. Macro- and microplastics in the Antarctic environment: ongoing assessment and perspectives // Environments. 2022. V. 9(93). https://doi.org/10.3390/environments9070093
  45. Thomas D., Schütze B., Heinze W.M., Steinmetz Z. Sample preparation techniques for the analysis of microplastics in soil – A review // Sustainability. 2020. V. 12. P. 9074. https://doi.org/10.3390/su12219074
  46. Waldschläger K., Schüttrumpf H. Infiltration behavior of microplastic particles with different densities, sizes, and shapes—from glass spheres to natural sediments // Environ. Sci. Technol. 2020. V. 54. P. 9366–9373. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c01722
  47. Waller C.L., Griffiths H.J., Waluda C.M., Thorpe S.E., Loaiza I., Moreno B., Pacherres C.O., Hughes K.A. Microplastics in the Antarctic marine system: an emerging area of research // Sci. Total Environ. 2017. V. 598. P. 220–227. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.03.283
  48. Wang J., Li J., Liu S., Li H., Chen X., Peng C., Zhang P., Liu X. Distinct microplastic distributions in soils of different land-use types: A case study of Chinese farmlands // Environ. Poll. 2021.V. 269. P. 116199. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.116199
  49. Xia L. Research progress on separation and detection methods of microplastics in soil environment // Academic Journal of Science and Technology. 2022. V.3. P. 144–147. https://doi.org/10.54097/ajst.v3i3.2918
  50. Xiao S., Cui Y., Brahney Ja., Mahowald N.M., Li Q. Long-distance atmospheric transport of microplastic fibres depends on their shapes // Springer Nature. 2021. LATEX template. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-2416912/v1
  51. Zhang M., Haward M., McGee J. Marine plastic pollution in the polar south: Responses from Antarctic Treaty System // Polar Record. 2020. V. 56(e36). P. 1–9. https://doi.org/10.1017/S0032247420000388
  52. Zhang S., Yang X., Gertsen H., Peters P., Salánki T., Geissen V. A simple method for the extraction and identification of light density microplastics from soil // Sci. Total Environ. 2018. V. 616-617. P. 1056–1065. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Местоположение точек отбора проб почв в оазисе Вечерний, Земля Эндерби.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Общий вид типичных участков отбора проб почв: a – пробы 3 на флювиогляциальных отложениях (фото Ю.Г. Гигиняка), b – пробы 75 на моренных отложениях (фото П.В. Шаблыко).

Скачать (336KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Примеры различных фракций почвы под микроскопом с 10-кратным увеличением (на примере пробы 1): а – <0.5 мм; b – 0.5–1 мм; c – 1–2 мм; d – 2–5 мм.

Скачать (219KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Общий вид фильтров после фильтрации проб почв из солевого раствора и центрифугирования, фракции: a – <1 мм, b – 1–5 мм (проба 3); c – < 1 мм, d – 1–5 мм (проба 13).

Скачать (238KB)
Метаданные
6. Рис. 5 Разнообразие выявленных частиц микропластика на фильтре после фильтрации пробы 3 (фракция <1 мм).

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Соотношение частиц микропластика в пробах почв оазиса Вечерний во фракциях размером: 1 – 1–5 мм, 2 – <1 мм.

Скачать (108KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».