Microplastic particles investigation in karst aquifer (Zvenigorod, Russia)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The growing production of plastic products, the majority (about 54%) of which are single-use goods, and the lack of effective plastic waste management have led to the global problem of environmental contamination by polymers. Micro- (<5 mm) and nano-sized (<100 nm) plastic particles (MP and NP, respectively) are found in all environments and even in living organisms. The majority of researches are focused on microplastics in surface waters, but MP and NP particles have been detected also in groundwater. The article summarizes the results of current research focused on the analysis of groundwater contamination by microplastic particles. The results of testing the sample from the Podolsko-Myachkov aquifer for the presence of microplastics in the Zvenigorodskaya biostation are presented. Visual characterization was carried out using an Olympus BX53M light microscope, the chemical composition of the polymers was determined using an EnSpectr 532 Raman spectrometer. Identification showed the presence of various polymers: polyethylene, polyurethane, polycarbonate, polyimide. Phenol-formaldehyde and polyterpene resins and various copolymers were also detected. Analysis of the chemical composition of particles revealed among the potential polymers a significant part of natural polymers being cellulose and biodegradable polymer zein. Microplastics are represented by fragments, microfibers and films, which indicate groundwater contamination by secondary microplastics. The abundance of identified particles was 2 item/L.

About the authors

E. A Filimonova

Lomonosov Moscow State University

Email: ea.filimonova@yandex.ru
Moscow, Russia

L. O Gutnikova

Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

A. E Preobrazhenskaya

Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

A. V Chistyakova

Lomonosov Moscow State University; Schmidt Institute of Physics of the Earth

Moscow, Russia; Moscow Russia

A. A Ephimova

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Chemistry

Moscow, Russia

R. V Veselovskiy

Lomonosov Moscow State University; Schmidt Institute of Physics of the Earth

Moscow, Russia; Moscow, Russia

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».