Исследование частиц микропластика в трещинно-карстовом водоносном горизонте (г. Звенигород, Россия)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рост производства пластиковых изделий, большая часть (~ 54%) которых – товары одноразового использования, и отсутствие эффективного управления пластиковыми отходами привели к глобальной проблеме загрязнения окружающей среды полимерами. Частицы микропластика (размером < 5 мм) и нанопластика (размером > 1000 нм) обнаружены во всех средах и даже в живых организмах. Большинство исследований направлено на исследование микропластика в поверхностных водах, однако частицы полимеров обнаружены и в подземных водах. Приведены результаты обобщения актуальных исследований, направленных на анализ загрязнения подземных вод частицами микропластика. Представлены результаты анализа пробы на наличие микропластика из подольско-мячковского водоносного горизонта в районе Звенигородской биостанции. Визуальная характеристика проводилась с помощью оптического микроскопа Olympus BX53M, химический состав полимеров определялся на рамановском спектрометре EnSpectr 532. Идентификация показала присутствие различных полимеров: полиэтилена, полиуретана, поликарбоната, полиимида. Также выявлены фенолформальдегидные и политерпеновые смолы, различные сополимеры. Анализ химического состава частиц выявил среди потенциальных полимеров значительную долю природных полимеров, являющихся целлюлозой и биоразлагаемым полимером зейном. Микропластик представлен фрагментами, микроволокнами и пленками, которые указывают на загрязнение подземных вод вторичным микропластиком. Концентрация идентифицированных частиц составила 2 шт/л.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Филимонова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ea.filimonova@yandex.ru
Россия, Москва

Л. О. Гутникова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: ea.filimonova@yandex.ru
Россия, Москва

А. Е. Преображенская

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: ea.filimonova@yandex.ru
Россия, Москва

А. В. Чистякова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: ea.filimonova@yandex.ru
Россия, Москва; Москва

А. А. Ефимова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: ea.filimonova@yandex.ru
Россия, Москва

Р. В. Веселовский

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: ea.filimonova@yandex.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Веселовский Р.В., Дубиня Н.В., Пономарев А.В. и др. Центр коллективного пользования института физики земли им. О.Ю. Шмидта РАН “Петрофизика, геомеханика и палеомагнетизм” // Geodynamics & Tectonophys. 2022. 13 (2). 0579.
  2. Казак Е.С., Филимонова Е.А., Преображенская А.Е. Микро- и нанопластик в природных водах России и проблемы его определения // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4, Геология. 2022. № 6. С. 110–123.
  3. Казмирук В.Д. Микропластик в окружающей среде: Нарастающая проблема планетарного масштаба. М.: ЛЕНАНД, 2020. 432 с.
  4. Лехов А.В., Кортунов Е.В., Лехов В.А., Самарцев В.Н., Шарапута М.К. Детализация гидрогеологических характеристик водоносного горизонта в карстующихся известняках (Звенигородский полигон МГУ им. М.В. Ломоносова) // Инженерная геология. 2019. Т. ХIV. № 1. С. 72–87.
  5. Поздняков Ш.Р., Иванова Е.В., Гузева А.В., Мартинсон К.Д., Тихонов, Д.А. Исследование содержания частиц микропластика в воде, донных отложениях и грунтах прибрежной территории Невской губы Финского залива // Вод. ресурсы. 2020. 47 (4). С. 411–420.
  6. Полевые методы гидрогеологических, инженерно-геологических, геокриологических, инженерно-геофизических и эколого-геологических исследований / Под ред. В.А.Королева, Г.И. Гордеевой, С.О. Гриневского, В.А. Богословского. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 352 с.
  7. Филимонова Е.А. и др. Микропластик в подземных водах: Первые результаты исследований на территории России // Тр. Всерос. науч. конф. с международ. участием “Современная гидрогеология: актуальные вопросы науки, практики и образования”. М.: Изд-во МГУ, 2023. С. 512–517.
  8. Cole M. et al. Microplastics as contaminants in the marine environment: A review // Marine Pollution Bull. 2011. 62. P. 2588–2597.
  9. Esfandiari A., Abbasi S., Peely A.B. et al. Distribution and transport of microplastics in groundwater (Shiraz aquifer, southwest Iran) // Water Res. 220. 2022118622.
  10. Filimonova E.A., Preobrazhenskaya A.E., Gutnikova L.O. Microplastics in russian freshwater systems: a review // RJES. 2024. V. 24. № 3. P. 1–23.
  11. Frank Y.A., Vorobiev E.D., Vorobiev D.S. et al. Preliminary Screening for Microplastic Concentrations in the Surface Water of the Ob and Tom Rivers in Siberia, Russia // Sustainability. 2021. V. 13. I. 80.
  12. Jeong E., Kim Y., Lee J. et al. Microplastic contamination in groundwater of rural area, eastern part of Korea // Sci. Total Environ. 2023. V. 895. I. 165006.
  13. Li C., Busquets R., Campos L. Assessment of microplastics in freshwater systems: A review // Sci. Total Environ. 2020. V. 707. I. 135578.
  14. Masura J., Baker J., Foster G., Arthur C. Laboratory methods for the analysis of microplastics in themarine environment: recommendations for quantifying synthetic particles in watersand sediments. // NOAA Tech. Memorandum NOS-OR&R-48. 2015. 31 p.
  15. Mintenig S.M., Loder M.G., Primpke S. et al. Low numbers of microplastics detected in drinking water from ground-water sources // Sci. Total Environ. 2019. V. 648. 631–635 p.
  16. Nava V., Chandra S., Aherne J. et al. Plastic debris in lakes and reservoirs // Nature. 2023. V. 619. № 7969. P. 317–322.
  17. Panno S.V., Kelly W.R., Scott J. et al. Microplastic Contamination in Karst Groundwater Systems // Groundwater. 2019. V. 57. P. 189–196.
  18. Samandra S., Johnston J.M., Jaeger J.E. et al. Microplastic contamination of an unconfined groundwater aquifer in Victoria, Australia // Sci. Total Environ. 2022. V. 802. I. 149727.
  19. Selvam S., Jesuraja K., Venkatramanan S. et al. Hazardous microplastic characteristics and its role as a vector of heavy metal in groundwater and surface water of coastal south India // J. Hazardous Materials. 2021. V. 402. I. 123786.
  20. Wan Y., Chen X., Liu Q. et al. Informal landfill contributes to the pollution of microplastics in the surrounding environment // Environ. Pollut. 2022. V. 293. I. 118586
  21. Zobkov M., Belkina N., Kovalevski V. et al. Microplastic abundance and accumulation behavior in Lake Onego sediments: a journey from the river mouth to pelagic waters of the large boreal lake // J. Environ. Chem. Engineering. 2020. V. 8. I. 104367.
  22. Zobkov M., Zobkova M., Galakhina N., Efremova T. Method for microplastics extraction from Lake sediments // MethodsX 7 101140. 2020. 16 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Принципиальный гидрогеологический разрез в районе Звенигородской биостанции, по [6] с дополнениями.

Скачать (538KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схематический геологический разрез скважины и схема установки для отбора пробы подземных вод на микропластик.

Скачать (402KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты визуальной характеристики частиц потенциального микропластика.

Скачать (72KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты идентификации частиц методом рамановской спектроскопии. 1 – природный полимер; 2 – нераспознанный полимер, “шумный” спектр; 3 – идентифицированный микропластик.

Скачать (334KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Рамановские спектры идентифицированных частиц природных полимеров. Номера частиц: 63 – целлюлоза, 120 – зейн (белок растительного происхождения из группы проламинов).

Скачать (126KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Фото природных и синтетических полимеров, определенных по рамановским спектрам. Цифра над участком фильтра – номер частицы в каталоге; 46, 63, 110 – волокна целлюлозы, 80 – фрагмент фенолформальдегидной смолы, 198 – волокно сополимера на основе этилакрилата, 235 – пленка полиэтилена.

Скачать (364KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Состав идентифицированных частиц микропластика, первая цифра в выноске – тип полимера: 1 – полиэтилен, 2 – смолы, 3 – сополимеры, 4 – этилен-пропиленовый каучук, 5 – полиимид, 6 – полиуретан, 7 – поликарбонат; вторая цифра – концентрация, шт./л.

Скачать (340KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Рамановские спектры идентифицированных частиц микропластика. Номера частиц: 187 – полиэтилен, 237 – полиимид, 80 – фенолформальдегидная смола; 88 – поликарбонат, 145 – сополимер этилена и пропилена, 139 – полиуретан, 198 – сополимер на основе этилакрилата.

Скачать (270KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025