Zanieczyszczenie mikroplastikiem jako potencjalne zagrożenie funkcjonowania ekosystemów wodnych północno-wschodniej Polski

Abstract

W niniejszej pracy przebadano zagęszczenie mikroplastiku (MP) w dwóch nizinnych rzekach (Biała i Czarna Hańcza) przepływających przez różne miasta. Określono również zanieczyszczenie MP 30 jezior Pojezierza Mazurskiego w okresie letniej stagnacji. Uwzględniono w tych badaniach zróżnicowany poziom antropogenizacji zlewni, a także wzięto pod uwagę aktywność turystyczną. W pracy przedstawiono łatwy do uzyskania wskaźnik urbanizacji linii brzegowej (SUI), który jest szczególnie przydatny w ocenie zagrożeń zanieczyszczenia MP jezior o silnie przekształconych zlewniach. W pracy przeprowadzono również eksperyment terenowy z użyciem mikrogranulatu polietylenowego (MP pierwotny) celem ustalenia jego potencjału jako podłoża dla bakteryjnego biofilmu w jeziorach o różnej trofii. W wyniku przeprowadzonego sekwencjonowania nowej generacji (NGS) w oparciu o hiperzmienny region V3-V4 genu 16S rRNA porównano różnorodność w badanych grupach systematycznych bakterii (typ, klasa, rodzina, rodzaj i gatunek). We wszystkich badanych jeziorach zaobserwowano na MP bakterie patogenne. Dodatkowo, w przeprowadzonym eksperymencie terenowym zaobserwowano w biofilmie obecność bakterii zdolnych do degradacji polimerów, które mogą być wskaźnikiem jakości wody. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że MP może działać jako rezerwuar i wektor bakterii chorobotwórczych w środowisku wodnym.

In the present study, the density of microplastics (MP) in two lowland rivers (Biała and Czarna Hańcza) flowing through different cities was investigated. The MP pollution of 30 lakes of the Mazurian Lake District during the summer stagnation period was also determined. The varying level of anthropogenization of the catchment area was taken into account in this study, and tourist activity was also taken into account. The paper presents an easy-to-obtain shoreline urbanization index (SUI), which is particularly useful in assessing MP pollution risks of lakes with highly transformed catchments. The paper also conducted a field experiment using polyethylene microbeads (primary MP) to determine their potential as a substrate for bacterial biofilm in lakes with different trophic levels. The next-generation sequencing (NGS) based on the hypervariable V3-V4 region of the 16S rRNA gene was used to compare the diversity in the studied bacterial systematic groups (type, class, family, genus and species). In all studied lakes, pathogenic bacteria were observed on MP. In addition, in the field experiment conducted, the presence of bacteria capable of degrading polymers, which can be an indicator of water quality, was observed in the biofilm. Based on the study, it was concluded that MP can act as a reservoir and vector of pathogenic bacteria in the aquatic environment.