В статье представлен аналитический обзор научных исследований, направленных на изучение проблем загрязнения пресноводных водоёмов России микропластиком. В исследовании подробно рассматриваются основные источники поступления частиц микропластика в водную среду, включая бытовые и промышленные сточные воды, дождевые стоки, городскую пыль, а также диффузионные источники, такие как разложение пластиковых отходов на полигонах и в природной среде. Особое внимание уделено методам сбора образцов воды и донных отложений, используемым различными исследовательскими группами. Описаны современные подходы к обнаружению и идентификации микропластика, в том числе визуальные методы с применением оптической и электронной микроскопии, Фурье-ИК-спектроскопии (FTIR), а также рамановской спектроскопии. В обзоре представлены данные о влиянии микропластика на биологические организмы и экосистемы в целом, включая нарушения трофических сетей, сбои в функционировании эндокринной, репродуктивной и иммунной систем. Рассмотрены аспекты механического и токсикологического воздействия микропластика, а также процессы сорбции загрязняющих веществ на его поверхности. В заключении подчеркивается необходимость дальнейшей унификации методик исследования и проведения дополнительных изысканий для углубленного понимания масштабов распространения микропластика в пресноводных экосистемах, особенно в регионах с недостаточным количеством эмпирических данных. Подчеркивается важность разработки комплексных стратегий по минимизации загрязнения пресных вод частицами микропластика.
микропластик, загрязнение, поверхностные воды, методы контроля, ХМАО-Югра
1. Ashton K., Holmes L., Turner A. Association of metals with plastic production pellets in the marine environment // Marine Pollution Bulletin. 2010. Vol. 60. P. 2050–2055. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2010.07.014.
2. 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. P. 10377–10385. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b02917.
3. Boerger C.M., Lattin G.L., Moore S.L., Moore C.J. Plastic ingestion by planktivorous fishes in the North Pacific Central Gyre // Marine Pollution Bulletin. 2010. Vol. 60. P. 2275–2278. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2010.08.007.
4. Bora S.S., Bora S.S., Gogoi R., Sharma M.R., Anshu Borah M.P., Deka P., Teli A.B. Microplastics and human health: unveiling the gut microbiome disruption and chronic disease risks // Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2024. Vol. 14. P. 1492759. https://doi.org/10.3389/fcimb.2024.1492759.
5. Boucher J., Friot D. Primary Microplastics in the Oceans: A Global Evaluation of Sources. Gland, Switzerland: IUCN, 2017. 43 p. https://doi.org/10.2305/IUCN.CH.2017.01.en.
6. Browne M.A., Crump P., Niven S.J., Teuten E., Tonkin A., Galloway T., Thompson R. Accumulation of microplastic on shorelines woldwide: sources and sinks // Environmental science & technology. 2011. Vol. 45. № 21. P. 9175-9179. https://doi.org/10.1021/es201811s.
7. Dümichen E., Eisentraut P., Celina M., Braun U. Automated thermal extraction-desorption gas chromatography mass spectrometry: A multifunctional tool for comprehensive characterization of polymers and their degradation products // Journal of Chromatography A. 2019. Vol. 1592. P. 133-142. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2019.01.033.
8. Egessa R., Nankabirwa A., Ocaya H., Pabire W.G. Microplastic pollution in surface water of Lake Victoria // Science of the Total Environment. 2020. Vol. 741. P. 140201. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140201.
9. Enyoh C.E., Shafea L., Verla A.W., Verla E.N., Qingyue W., Chowdhury T., Paredes M. Microplastics exposure routes and toxicity studies to ecosystems: an overview // Environmental analysis, health and toxicology. 2020. Vol. 35. № 1. https://doi.org/10.5620/eaht.e2020004.
10. Eo S., Hong S.H., Song Y.K., Han G.M., Shim W.J. Spatiotemporal distribution and annual load of microplastics in the Nakdong River, South Korea // Water Research. 2019. Vol. 160. P. 228-237. https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.05.053.
11. Frank Y.A., Vorobiev D.S., Kayler O.A., Vorobiev E.D., Kulinicheva K.S., Trifonov A.A., Soliman Hunter T. Evidence for microplastics contamination of the remote tributary of the Yenisei River, Siberia – The pilot study results // Water. 2021. Vol. 13. №. 22. P. 3248. https:// doi.org/10.3390/w13223248.
12. Frank Y.A., Vorobiev E.D., Vorobiev D.S., Trifonov A.A., Antsiferov D.V., Soliman Hunter T., Strezov V. Preliminary screening for microplastic concentrations in the surface water of the Ob and Tom Rivers in Siberia, Russia // Sustainability. 2020. Vol. 13. №. 1. P. 80. https://doi.org/10.3390/su13010080.
13. Frank Y.A., Sotnikova Y.S., Tsygankov V.Y., Rednikin A.R., Donets M.M., Karpova E.V., Belanov M.A., Rakhmatullina S., Borovkova A.D., Polovyanenko D.N., et al. Pollution of Beach Sands of the Ob River (Western Siberia) with Microplastics and Persistent Organic Pollutants // Journal of Xenobiot. 2024. Vol. 14. P. 989–1002. https://doi.org/10.3390/jox14030055.
14. Galgani L., Loiselle S.A. Plastic accumulation in the sea surface microlayer: an experiment-based perspective for future studies // Geosciences. 2019. Vol. 9. №. 2. P. 66. https://doi.org/10.3390/GEOSCIENCES9020066.
15. Guidelines or the monitoring and assessment of plastic litter and microplastics in the ocean (Kershaw P.J., Turra A. and Galgani F. editors), (IMO/FAO/UNESCO-IOC/UNIDO/WMO/IAEA/UN/UNEP/UNDP/ISA Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection) // Rep. Stud. GESAMP. 2019. № 99, 130 p. URL: http://gesamp.org.
16. Jiao J., Hu H., Chen G., Yang Z. Microplastics in surface waters of the Wei River, China // E3S Web of Conferences. EDP Sciences, 2021. Vol. 251. P. 02090. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202125102090.
17. Karapanagioti H.K., Klontza I. Testing phenanthrene distribution properties of virgin plastic pellets and plastic eroded pellets found on Lesvos island beaches (Greece) // Mar. Environ. Res. 2008. Vol. 65. P. 283–290. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2007.11.005.
18. Kvale K., Prowe A.E., Chien C.T., Landolfi A., Oschlies A. Zooplankton grazing of microplastic can accelerate global loss of ocean oxygen // Nat. Commun. 2021. Vol. 12. P. 2358. https://doi.org/10.1038/s41467-021-22554-w.
19. Lee Y., Cho J., Sohn J., Kim C. Health effects of microplastic exposures: current issues and perspectives in South Korea // Yonsei Medical Journal. 2023. Vol. 64. № 5. P. 301. https://doi.org/10.3349/ymj.2023.0048.
20. Li B., Ding Y., Cheng X., Sheng D., Xu Z., Rong Q., Zhang, Y. Polyethylene microplastics affect the distribution of gut microbiota and inflammation development in mice // Chemosphere. 2020. Vol. 244. С. 125492. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125492.
21. Lisina A.A., Platonov M.M., Lomakov O.I., Sazonov A.A., Shishova T.V., Berkovich A.K., Frolova N.L. Microplastic abundance in Volga River: Results of a pilot study in summer 2020 // Geography, Environment, Sustainability. 2021. Vol. 14. № 3. P. 82-93. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2021-041.
22. Liu Y., Zhang J., Cai C., He Y., Chen L., Xiong X., Liu W. Occurrence and characteristics of microplastics in the Haihe River: an investigation of a seagoing river flowing through a megacity in northern China // Environmental Pollution. 2020. Vol. 262. P. 114261. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114261.
23. Masura J., Baker J., Foster G., Arthur C. 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. 2015. 39 p. http://dx.doi.org/10.25607/OBP-604.
24. Nor N.H., Obbard J.P. Microplastics in Singapore's coastal mangrove ecosystems // Marine Pollution Bulletin. 2014. Vol. 79(1-2). P. 278-283. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2013.11.025.
25. Pozdnyakov S.R., Ivanova E.V., Guzeva A.V., Shalunova E.P., Martinson K.D., Tikhonova D.A. Studying the concentration of microplastic particles in water, bottom sediments and subsoils in the coastal area of the Neva Bay, the Gulf of Finland // Water resources. 2020. Vol. 47. № 4. P. 599-607. https://doi.org/10.1134/S0097807820040132.
26. Prata J.C., Da Costa J.P., Duarte A.C., Rocha-Santos T. Methods for sampling and detection of microplastics in water and sediment: A critical review // TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2019. Vol. 110. P. 150-159. https://doi.org/10.1016/j.trac.2018.10.029.
27. Prata J.C. Microplastics in wastewater: State of the knowledge on sources, fate and solutions // Marine Pollution Bulletin. 2018. Vol. 129(1). P. 262-265. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2018.02.046.
28. Ramaremisa G., Ndlovu M., Saad D. Comparative assessment of microplastics in surface waters and sediments of the Vaal River, South Africa: abundance, composition, and sources // Environmental Toxicology and Chemistry. 2022. Vol. 41. № 12. P. 3029-3040. https://doi.org/10.1002/etc.5482.
29. Sekudewicz I., Dąbrowska A. M., Syczewski M. D. Microplastic pollution in surface water and sediments in the urban section of the Vistula River (Poland) // Science of The Total Environment. 2021. Vol. 762. P. 143111. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143111.
30. Sheveleva S.A., Markova Y.M., Efimochkina N.R., Minaeva L.P., Bykova I.B., Zinurova E.E., Khotimchenko S.A. Microbial risks associated with microplastics in the food chain and possible control measures (literature review). Part 1. Dietary intake and influence on the gut microbiota // Hygiene and Sanitation. 2023. Vol. 102. №. 12. P. 1334-1347. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-12-1334-1347.
31. Stock F.B., Narayana V.K., Scherer C., Löder M.G., Brennholt N., Laforsch C., Reifferscheid G. Pitfalls and limitations in microplastic analyses // Plastics in the Aquatic Environment-Part I: Current Status and Challenges. Cham: Springer International Publishing, 2020. P. 13-42. https://doi.org/10.1007/698_2020_654.
32. Tamargo A., Molinero N., Reinos J.J., Alcolea-Rodriguez V., Portela R., Bañares M.A., Moreno-Arribas M.V. PET microplastics affect human gut microbiota communities during simulated gastrointestinal digestion, first evidence of plausible polymer biodegradation during human digestion // Scientific Reports. 2022. Vol. 12. №. 1. P. 528. https://doi.org/10.1038/s41598-021-04489-w.
33. The UN Environment (UNEP). Annual Report. 2023. 24 p. URL: https://clck.ru/3HPbPt (дата обращения: 05.12.2024).
34. Yasinskii S.V., Venitsianov E.V., Kashutina E.A., Sidorova M.V., Ershova A.A., Makeeva I.N. Contribution of microparticles to the transport of pollution by rivers and groundwaters in a large city // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2021. Vol. 834. № 1. P. 012047.
35. Zhang Kai Z.K., Gong Wen G.W., Lv JiZhong L.J., Xiong Xiong X.X., Wu ChenXi W.C. Accumulation of floating microplastics behind the Three Gorges Dam // Environmental Pollution. Vol. 204. 2015. P. 117-123. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2015.04.023.
36. Беседнова Н.Н., Щелканов М.Ю., Запорожец Т.С., Галкина И.В., Гмошинский И.В., Тутельян В.А. Влияние микро и нанопластика на слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта и кишечный микробиом // Вопросы питания. 2023. №6 (550). С. 6-17. https://doi.org/10.33029/0042-8833-2023-92-6-6-17
37. Воробьев Е.Д., Трифонов А.А., Рахматуллина С.Н., Воробьев Д.С., Франк Ю.А. Внутригодовая динамика содержания микропластика в поверхностных водах реки Томи // Материалы I Всероссийской конференции с международным участием по загрязнению окружающей среды микропластиком «MicroPlasticsEnvironment-2022» (МРЕ-2022), 02–06 августа 2022 г., п. Шира, Хакасия / общ. ред. Ю.А. Франк. Томск: Издательство Томского государственного университета, 2022. С. 58–62.
38. Ефимова А.И., Зайцев В.Б., Болдырев Н.Ю., Кашкаров П.К. Инфракрасная фурье-спектрометрия: Учебное пособие. М.: Физический факультет МГУ, 2008. 133 с.
39. Зобков М.Б., Есюкова Е.Е. Микропластик в морской среде: обзор методов отбора, подготовки и анализа проб воды, донных отложений и береговых наносов // Океанология. 2018. Т. 58. № 1. С. 149-157. https://doi.org/10.7868/S0030157418010148.
40. Иванова Е.В., Тихонова Д.А. Оценка содержания частиц микропластика в Ладожском озере // Труды Карельского научного центра РАН. 2022. № 6. С. 58–67. https://doi.org/10.17076/lim1582.
41. Казмирук В.Д., Казмирук Т.Н. Микропластик в донных отложениях: методы определения // Вода: химия и экология. 2017. № 1(103). С. 87-92.
42. Каримов Э.Х., Даминев Р.Р. Развитие полимеров: от гевеи к макромолекуле // История и педагогика естествознания. 2012. № 4. С. 18-26.
43. Каурова З.Г. Содержание микропластиковых частиц в воде в верхнем и среднем течении реки Нева // Norwegian Journal of development of the International. 2021. №. 76-1. С. 3.
44. Колобов М.Ю., Таланина Е.Б. Многолетняя динамика содержания микропластика в поверхностных водах озера Байкал // Материалы I Всероссийской конференции с международным участием по загрязнению окружающей среды микропластиком «MicroPlasticsEnvironment-2022» (МРЕ-2022), 02–06 августа 2022 г., п. Шира, Хакасия / общ. ред. Ю.А. Франк. Томск: Издательство Томского государственного университета, 2022. С. 53–57.
45. Лезин В.А. Водные ресурсы рек и озер Тюменской области. Вестник Тюменского государственного университета // Экология и природопользование. 2011. 12. C. 62-69.
46. Никитин О.В., Латыпова В.З., Ашихмина Т.Я., Кузьмин Р.С., Насырова Э.И., Харипов И.И., Миннегулова Л.М. Гранулометрический состав и содержание микроскопических частиц синтетических полимеров в пресноводных экосистемах // В сборнике: Утилизация отходов производства и потребления: инновационные подходы и технологии. Материалы II Всероссийской научно-практической конференции. (г. Киров 17 ноября 2020 г.) Киров, 2020. С. 62-67.
47. Пахомова С.В., Ершова А.А., Жданов И.А., Якушев Е.В. Методы исследования загрязнения микропластиком природных вод: современное состояние и рекомендации // Океанологические исследования. 2024. Т. 52. № 1. С. 80–120. https://doi.org/10.29006/1564-2291.JOR-2024.52(1).5.
48. Поздняков Ш.Р., Иванова Е.В., Тихонова Д.А. Исследование загрязнения микропластиком акватории и притоков Ладожского озера // Материалы I Всероссийской конференции с международным участием по загрязнению окружающей среды микропластиком «MicroPlasticsEnvironment-2022» (МРЕ-2022), 02–06 августа 2022 г., п. Шира, Хакасия / общ. ред. Ю.А. Франк. Томск: Издательство Томского государственного университета, 2022. С. 19–23.
49. Франк Ю.А., Воробьев Е.Д., Рахматуллина С.Н., Трифонов А.А., Воробьев Д.С. Скрининг содержания микропластика в поверхностных водах Российских рек // Экология и промышленность России. 2022. Т. 26. № 9. С. 67–71. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-9-67-71.
50. Франк Ю.А., Воробьев Е.Д., Трифонов А.А., Лемешко Я.Р., Воробьев Д.С. Загрязнение речной экосистемы микропластиком на примере притока Енисея, р. Нижняя Тунгуска // Материалы I Всероссийской конференции с международным участием по загрязнению окружающей среды микропластиком «MicroPlasticsEnvironment-2022» (МРЕ-2022), 02–06 августа 2022 г., п. Шира, Хакасия / общ. ред. Ю.А. Франк. Томск: Издательство Томского государственного университета, 2022. С. 95–100.
