بررسی حضور، فراوانی و ویژگی های میکروپلاستیک ها در رسوبات رودخانه زاینده‌رود

پیشینه و هدف: یکی از مهم‌ترین آلاینده‌های نوظهور در محیط‌های آبی که در سال‌های اخیر مورد توجه محققان جهانی قرار گرفته، زباله‌های پلاستیکی به‌ویژه میکروپلاستیک‌ها می‌باشد. جانوران آبزی می‌توانند میکروپلاستیک‌ها را بخورند زیرا آن ها را به جای طعمه‌ی خود اشتباه می‌گیرند. در نتیجه، حیوان بعد از مصرف میکروپلاستیک، می‌تواند احساس سیری کند و باعث کاهش جذب مواد غذایی و کاهش مصرف انرژی شود که به نوبه خود ممکن است بر رشد، بقا، باروری و میزان تولید مثل تاثیر بگذارد. این ذرات پس از بلعیدن می‌توانند به سطوح بالاتر تغذیه‌ای منتقل شوند و در نهایت از طریق زنجیره‌ی غذایی به انسان برسند. با وجود این واقعیت که آب شیرین منبع آب آشامیدنی است، دانش در مورد اثرات آلودگی میکروپلاستیک در محیط‌های آب شیرین در مقایسه با محیط‌های دریایی، هنوز در مراحل ابتدایی خود است. از این‌رو هدف از مطالعه‌ی حاضر بررسی جامع حضور و پراکنش میکروپلاستیک در رسوبات رودخانه زاینده‌رود می‌باشد. مواد و روش‌ها: از بالادست تا پایین‌دست رودخانه‌زاینده رود، 21 ایستگاه نمونه‌برداری، انتخاب و در هر ایستگاه، نمونه‌برداری در مساحتی به ابعاد 30×30 سانتی‌متر تا عمق تقریبی10 سانتی‌متری بالای رسوب در سه تکرار انجام شد. پردازش نمونه طی دو مرحله‌ی هضم مواد آلی با استفاده از پراکسید هیدوروژن و جداسازی چگالی با استفاده از نمک سدیم‌کلرید انجام شد. میکروپلاستیک‌ها با استفاده از میکروسکوپ نوری استاندارد با بزرگ‌نمایی های 40 × 100 × و 400 ×، شناسایی شدند. پروتکل‌های استاندارد مختلف مانند آزمون های فشار، کشیدگی، نور اضافی یا سوزن داغ برای تشخیص میکروپلاستیک‌ها استفاده شد. پس از شناسایی ذرات میکروپلاستیک، نوع و شکل آن ها، رنگ و اندازه آن ها تعیین و یادداشت شد. برای تعیین ترکیب پلیمری میکروپلاستیک‌ها از دستگاه طیف سنج رامان استفاده شد. نتایج: میانگین فراوانی میکروپلاستیک‌ها 29.39±70.481 ذره در 50 گرم رسوب خشک  بود. ایستگاه 17 با میانگین تعداد 14.849±363.50  ذره و ایستگاه‌های 1، 6 و 7 با میانگین تعداد 1.528±1.33 ذره در 50 گرم رسوب خشک به ترتیب دارای بیشترین و کمترین میزان آلودگی بودند. اندازه تمامی میکروپلاستیک‌ها در محدوده 5000-50 میکرومتر بود. میکروپلاستیک‌های کمتر از 500 میکرون با 64.5 درصد دارای بیشترین فراوانی بودند. شکل غالب میکروپلاستیک‌ها با فراوانی 34.9 درصد، 33 درصد و 28.8 درصد به ترتیب به رشته‌ای، قطعه و فیبر تعلق داشت. نتایج با طیف مرجع ارائه شده در پایگاه داده openspecy مقایسه شد. در مجموع 3 پلیمر مختلف شامل پلی‌پروپیلن (pp)، پلی‌اتیلن (pe) و پلی‌آمید (pa) در رسوبات یافت شدند. بحث: نتایج این پژوهش نشان‌دهنده‌ی پراکندگی میکروپلاستیک ها در رسوبات رودخانه زاینده‌رود است. پلیمرهای پلی‌پروپیلن (pp)، پلی‌آمید (pa) و پلی‌اتیلن (pe) یافت‌شده در رسوبات رودخانه زاینده‌رود اغلب در پارچه‌ها استفاده می‌شوند. ترکیب پلیمر، در رسوبات رودخانه زاینده‌رود به وضوح نشان دهنده‌ی ورود فاضلاب‌های حاصل از شست‌و‌شوی پارچه های مصنوعی به رودخانه می‌باشد. پلی‌پروپیلن و پلی‌اتیلن برای ساخت طناب ها و تورهای ماهیگیری استفاده می‌شود. علاوه‌بر‌این الیاف پلی‌پروپیلن به طور گسترده برای تولید پوشش کف پوش، فرش و قالی، لباس ورزشی، ساخت مالچ کشاورزی، تورهای ماهیگیری، کیسه های بسته بندی و طناب استفاده می‌شود. پلی آمید با توجه به استحکام و سختی بالا برای تولید وسایلی مانند طناب، کمربند ایمنی، چتر نجات، نخ و تور ماهیگیری، هم چنین در تولید الیاف مصنوعی از قبیل انواع البسه و جوراب و الیاف فرش استفاده می شود. بنابراین می‌توان اذعان نمود که فعالیت‌های انسانی از جمله رهاسازی فاضلاب‌های شهری و صنعتی، ریختن زباله توسط گردشگران در ساحل رودخانه و استفاده از تور ماهیگیری از طرف صیادان نقش مهمی در آلودگی میکروپلاستیک در این منطقه داشته است. بنابراین پایش دوره‌ای میکروپلاستیک ها در آب و رسوب رودخانه زاینده‌رود کمک شایانی به اقدامات مدیریتی برای کنترل این آلودگی خواهد بود.

occurrence, abundance and characteristics of microplastics in the sediments of the zayandeh- rud river

introduction: one of the most important emerging pollutants in aquatic environments that has recently attracted the attention of global researchers in recent years is plastic waste, especially microplastics. aquatic fauna can ingest microplastics as they confuse it for their prey. aquatic organisms can easily ingest microplastics because their size is similar to that of the larvae of several organisms, including plankton. consequently, the animal may develop a sense of satiety after ingesting microplastics, causing reduced food uptake and decreased energy intake, which in turn may affect growth, survival, fecundity and reproduction rate, impacting general fitness of the organisms. once ingested, these particles can be transferred to higher trophic levels. despite the fact that freshwater is the only source of drinking water, knowledge about the effects of microplastic pollution in freshwater environments compared to marine environments is still in its infancy. therefore, the aim of the present study is too comprehensive investigate the presence and distribution of microplastics in the sediments of zayandeh-rud river. materials and methods: from upstream to downstream of zayandeh-rud river, 21 sampling stations were selected and in each station, sampling was done in an area of 30 x 30 cm to a depth of approximately 10 cm above the sediment in three repetitions. sample processing was done during two stages of organic material digestion using hydrogen peroxide and density separation using sodium chloride salt. microplastics were identified using a standard light microscope with magnifications of 40x, 100x and 400x. different standard protocols such as pressure, tension, additional light or hot needle tests were used to detect microplastics. after identifying the microplastic particles, their type and shape, color and size were determined and recorded. raman spectrometer was used to determine the polymer composition of microplastics. results: the average abundance of microplastics was 70.481±29.39 particles in 50 gr/dry sediment. station 17 with an average number of 363.50±14.849 particles and stations 1, 6 and 7 with an average number of 1.33 ±1.528 particles in 50 gr/dry sediment had the highest and lowest levels of pollution, respectively. the size of all microplastics was in the range of 50-5000 micrometers. microplastics less than 500 microns were the most abundant with 64.5%. the dominant form of microplastics with the frequency of 34.9%, 33% and 28.8% belonged to line, fragment and fiber, respectively. in total, 4 polymers, polypropylene, polyamide, polyurethane and polyethylene, were identified. the results were compared with the reference spectra provided in the openspecy database. in total, 3 different polymers including polypropylene (pp), polyethylene (pe) and polyamide (pa) were found in sediments. discussion: the result of this research indicates microplastics dispersion in the sediments ofzayandeh-rud river. polypropylene (pp), polyamide (pa) and polyethylene (pe) polymers found inzayandeh-rud river sediments are often used in textiles. the composition of the polymer in thesediments clearly indicates the discharge of wastewater from the washing of synthetic textile into theriver. polypropylene and polyethylene are used to make ropes and fishing nets. in addition,polypropylene fibers are widely used for the production of floor coverings, carpets and rugs, sportsclothes, making agricultural mulch, fishing nets, packaging bags and ropes. due to its high strengthand hardness, polyamide is used to produce items such as ropes, safety belts, parachutes, thread andfishing nets, as well as in the production of synthetic fibers such as clothes, socks and carpet fibers. therefore, it can be stated that human activities, including the discharge of urban and industrialwastewater, plastic waste by tourists on the river and also the use of fishing nets by fishermen.