Межі в екологічній науці

Токсикологія навколишнього середовища

Ця стаття є частиною Теми дослідження

Від мікро до нанопластики: аналітичні методи та ризики Переглянути всі 4 статті

Редаговано
Кетрін Мунейрак

Університет Католіки де л'Уест, Франція

Переглянуто
Бруно Б. Кастро

Університет Мінью, Португалія

Алесіо Гом’єро

Норвезький науково-дослідний інститут (NORCE), Норвегія

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

мікро

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

ОГЛЯД СТАТТІ

  • Кафедра екології тварин Білефельдського університету, Білефельд, Німеччина

Вступ

Забруднення водних екосистем пластиковим сміттям розглядається як одна з найсерйозніших екологічних проблем у всьому світі. Серед цього сміття дрібнозернисті частинки приділяють все більшу увагу і останнім часом викликають особливе занепокоєння (наприклад, Thompson et al., 2004; Eerkes-Medrano et al., 2015; Rochman et al., 2016). Ці частинки, що називаються нано- та мікропластиками, як правило, визначаються найбільшими розмірами відповідно 0,001–0,1 мкм та 0,1 мкм − 5 мм (наприклад, Thompson et al., 2004; Moore, 2008) і обидва є основними факторами, що сприяють розвитку пластику забруднення морських, а також прісноводних екосистем (наприклад, Thompson et al., 2004; Cole and Galloway, 2015; Chae and An, 2017). Як правило, крихітні частинки можуть бути виготовлені безпосередньо для різних споживчих та промислових застосувань, слугуючи первинними джерелами цих частинок, або можуть бути отримані з фрагментації більших пластикових частинок (наприклад, Andrady, 2011; Browne et al., 2011).

Прямий шкідливий вплив нано- та мікропластиків може мати фізичний (механічний) та/або хімічний (токсикологічний) характер (Barnes et al., 2009; Wright et al., 2013b). Останні включають вимивання із пластмас, наприклад, канцерогенних та руйнуючих ендокринну систему забруднень, таких як мономери, пластикові добавки (наприклад, Oehlmann et al., 2009; Talsness et al., 2009), та пов'язані з полімерами хімічні речовини. Крім того, через велике відношення площі поверхні до об'єму, дрібномасштабні пластикові частинки можуть сильно забруднитися, причому концентрація забруднень, пов'язаних з частинками, на кілька порядків перевищує концентрацію в навколишньому середовищі (Mato et al., 2001; Hirai et al., 2011). Серед забруднювачів з найбільшим спорідненістю до гідрофобної поверхні пластмас є гідрофобні стійкі органічні забруднювачі (СОЗ). Після потрапляння забруднених частинок донними організмами можливе вимивання пов'язаних СОЗ може призвести до біоакумуляції та біоумноження цих хімічних речовин з подальшим надходженням їх у водні харчові мережі (vom Saal et al., 2008).

У цьому огляді ми оцінюємо сучасні знання про вплив нано- та мікропластиків на донних безхребетних у водних екосистемах. Наша оцінка базується на літературному аналізі: (i) впливу на організми в прісноводних та морських середовищах, (ii) шкідливих наслідків, викликаних фізичним або хімічним впливом пластикових частинок, (iii) різних частинок матеріалів, форми, та досліджувані розміри, (iv) матриця впливу та параметри, оцінені у відповідних аналізах, і (v) взаємодія забруднюючих речовин з нано- та мікропластичними частинками. Згодом на основі отриманих висновків було проведено аналіз розривів та визначено області, які потребують подальших досліджень.

Методи

За допомогою баз даних Web of Science та Google Scholar було проведено всебічний огляд літератури про фізичні та хімічні ефекти процесів вилуговування, а також про взаємодію пластикових частинок із забруднюючими речовинами з точки зору їх впливу на донних безхребетних. Пошук базувався на запиті ключових термінів: мікропластичний * АБО нанопластичний * І бентосний * АБЕНТОС * І безхребетний * І ефект * АБО вплив * або їх комбінація.

Загалом було розглянуто 330 статей, з них 49 публікацій остаточно увійшли до цього опитування на основі їх відповідності темі, узгоджуючись із загальними критеріями рецензованих статей та за оцінкою авторів цього огляду. Незважаючи на те, що був проведений комплексний пошук літератури, отримані дослідження можуть бути не повною мірою репрезентативними для всіх проведених досліджень, оскільки ймовірність того, що дане дослідження буде опубліковане, зазвичай зростає із збільшенням статистичної значущості його результатів. Цю "проблему ящика файлів" описали Arnqvist і Wooster (1995). Однак для узгодженості неопубліковані результати були виключені, а лише остаточні звіти про літературу були включені в остаточний огляд. Додатковими критеріями дійсності, які відповідали включені публікації, були чітка характеристика відповідного пластичного матеріалу, а також надання критеріїв якості з точки зору позитивного та негативного контролю. У вибраних публікаціях дослідження двох або більше різних організмів або частинок з різними характеристиками, наприклад, матеріалом частинок або формою, розглядалися як окремі експерименти.

Публікації класифікували за дослідженим середовищем існування (прісноводна або морська) та оціненим впливом (фізичним чи хімічним) на бентосних безхребетних. Для кожної публікації були проаналізовані такі критерії: таксон, види, пластичний матеріал, форма частинок, розмір частинок, концентрація експозиції та досліджувані кінцеві точки матриці. Загальна процедура огляду та ефекти, виявлені в цих дослідженнях, узагальнені на рисунку 1.

Фігура 1. Схематичне зображення процесу огляду, відбору публікацій та аналізу даних.