تاثیر ساختار مورفولوژیک بر حضور میکروپلاستیک در منطقه هایپریک رودخانه زیارت

سابقه و هدف: ناحیه هایپریک یک ناحیه اشباع بینابینی زیر بستر رودخانه و جداره‌های آن است که شامل بخشی از جریان رودخانه می‌شود که به داخل بستر نفوذ کرده است و کارکرد بسیار مهمی در اکولوژی جانداران دارد. در این ناحیه، قسمتی از جریان آب سطحی اکسیژن و مواد مغذی را به جانداران می‌رساند و پس از طی زمان معینی دوباره به آب سطحی باز می‌گردد. در رودخانه‌ها، میکروپلاستیک‌های کوچک و سبک وزن به پایین دست منتقل می‌شوند، اما اغلب در رسوبات بستر رودخانه نیز یافت می‌شوند که ماندگاری طولانی مدت را نشان می‌دهد. این مطالعه به بررسی توزیع و خصوصیات میکروپلاستیک در رسوب منطقه هایپریک رودخانه زیارت پرداخته است.مواد و روش‌ها: این مطالعه به بررسی حضور میکروپلاستیک در رسوب منطقه هایپریک رودخانه زیارت پرداخته است. برای این منظور، نمونه‌برداری از منطقه هایپریک در سه ساختار مختلف مورفولوژیک (جزیره، کنده و پله حوضچه) در فصل تابستان انجام و رسوبات این منطقه جهت بررسی وجود میکروپلاستیک به آزمایشگاه منتقل شد. نمونه‌برداری از سه نقطه در هر محل انجام گرفت. ذرات میکروپلاستیک از نظر اندازه در چهار دسته کمتر از 500 میکرومتر، بین 500 تا 1000 میکرومتر، 1000 تا 3000 میکرومتر و 3000 تا 5000 میکرومتر قرار گرفتند. اشکال میکروپلاستیک به فیبر، گلوله، رشته و قطعه تقسیم شدند. رنگ ذرات میکروپلاستیک نیز با توجه به رنگ سطح آنها ثبت شد. شناسایی نوع پلیمر با دستگاه ftir انجام شد. با استفاده از روش آماری تحلیل واریانس چندمتغیره یک طرفه (manova)، ارتباط بین میکروپلاستیک و ساختار بررسی شد.یافته‌ها: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که میکروپلاستیک در سه ساختار مورفولوژیکی شامل جزیره، کنده و پله حوضچه وجود دارد. بیشترین فراوانی میکروپلاستیک برای ذرات با مقیاس (<1000 میکرومتر) است. میکروپلاستیک‌هایی به شکل رشته و فیبر بیشترین فراوانی را در این سه ساختار مورفولوژیکی دارند. رنگ‌ غالب مشاهده شده میکروپلاستیک‌ها در رسوبات شامل مشکی بود. نوع پلیمر ذرات نیز پلی اتیلن بوده است. بررسی آماری ارتباط بین میکروپلاستیک و ساختارهای مختلف مورفولوژیک نشان داد که تفاوت معناداری بین اندازه و شکل میکروپلاستیک و ساختارهای مورفولوژیک در رودخانه زیارت وجود ندارد.نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که میکروپلاستیک‌های کوچک‌تر از 1000 میکرومتر در مقیاس منافذ به طور بالقوه فراوان‌ترین کسر اندازه را در رسوبات رودخانه زیارت نشان می‌دهد. از آنجایی که بسیار بعید است که این مورد فقط برای رودخانه زیارت باشد، می‌توان نتیجه گرفت که اهمیت میکروپلاستیک‌ها با اندازه در مقیاس مختلف و پایین‌تر برای سایر سیستم‌های رودخانه نیز قابل توجه است. با توجه به تاثیر نوع طبقه‌بندی بر تحلیل نتایج، می‌توان انتظار داشت که با تحلیل نتایج در اندازه‌ تفکیک کوچک‌تر طبقات، حضور میکروپلاستیک‌ها در اندازه‌های با تفکیک کوچک‌تر در رسوبات بستر رودخانه به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد. یکی از ویژگی‌های رودخانه زیارت در محل نمونه‌برداری پژوهش حاضر، نزدیکی محل نمونه‌برداری به تصفیه‌خانه می‌باشد. لذا در تجمع میکروپلاستیک‌های این محدوده که هم محل بازدید گردشگران و هم محل حضور تصفیه‌خانه است می‌توان نقش بیشتر را به تصفیه‌خانه نسبت داد. ضمن آن‌که حضور فیبر با فراوانی بالا در منطقه که منشا اصلی آن فاضلاب‌های خانگی است تاییدی بر این مدعا است.

the impact of morphological structures on the presence of microplastics in the hyporheic zone of the ziarat river

background and objectives: the hyporheic zone is an interstitial saturated area located beneath the riverbed and its banks. this zone includes a part of the river flow that has infiltrated the bed and plays a very important function in the ecology of various organisms. in this region, surface water flow delivers oxygen and nutrients to the organisms, eventually returning to the surface water after a certain period. in rivers, small and lightweight microplastics are transported downstream; however, they are also frequently found in riverbed sediment, indicating long-term retention.materials and methods: this study investigated the presence of microplastics in the sediment of the hyporheic zone of the ziarat river. for this purpose, samples were collected from three distinct morphological structures (island, logjam, and step-pool) within the hyporheic area during the summer season. the sediments were then transported to the laboratory for analysis of microplastic presence. sampling was conducted at three points in each location. microplastic particles were categorized into four size ranges: less than 500 micrometers, 500 to 1000 micrometers, 1000 to 3000 micrometers, and 3000 to 5000 micrometers. the shapes of the microplastics were classified as fibers, pellets, lines, and fragments. the color of the microplastic particles was recorded based on the appearance of their surfaces. polymer type identification was conducted using fourier transform infrared spectroscopy (ftir). the relationship between microplastics and their structural characteristics was examined through one-way multivariate analysis of variance (manova).results: the results of this study indicate that microplastics exist in three morphological structures: island, logjam, and step-pool. the highest abundance of microplastics is found in particles measuring less than 1,000 micrometers. among these three morphological structures, microplastics in the form of lines and fibers are the most prevalent. the predominant color observed for microplastics in sediments was black, and the polymer type of the particles was polyethylene. a statistical analysis of the relationship between microplastics and various morphological structures revealed no significant differences in size and shape between the microplastics and the morphological structures found in the ziarat river.conclusion: the results indicate that microplastics smaller than 1,000 micrometers are likely the most abundant size fraction found in the sediments of the ziarat river. given that this phenomenon is unlikely to be exclusive to the ziarat river, it can be inferred that the significance of microplastics of various smaller sizes is also considerable in other river systems. considering the impact of classification methods on the analysis of results, a more detailed examination of smaller size categories is anticipated to reveal a significantly higher presence of microplastics in the riverbed sediments. one notable characteristic of the ziarat river in the sampling area of the present study is its close proximity to the treatment facility. consequently, the treatment plant is likely to play a significant role in the accumulation of microplastics in this region, which serves both as a tourist attraction and a wastewater treatment facility. furthermore, the high abundance of fibers in the area, primarily originating from domestic wastewater, supports this assertion.keywords: hyporheic zone, microplastic, island, logjams, step-pool.