Подвержены ли биообрастанию синтетические медицинские маски в морской воде?

А. В. Бондаренко*, Л. И. Рябушко, А. А. Благинина

ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН», Севастополь, Россия

* e-mail: gonzurassa@mail.ru

Аннотация

Впервые представлены результаты экспериментального изучения видового состава и количественных характеристик (обилие видов, численность и биомасса) микроводорослей и цианобактерий в обрастании синтетических медицинских масок в качестве техногенного субстрата. В 2021–2022 гг. в б. Карантинной (Черное море) были проведены эксперименты по обрастанию в течение двух месяцев и одного года. Поверхность масок и суспензии микрообрастаний изучали с использованием световой и электронной микроскопии. Всего обнаружено 48 таксонов из 5 отделов: Cyanoprocaryota – 3 вида, Bacillariophyta – 36 видов, Dinophyta – 6 видов, Haptophyta – 2 вида, Ochrophyta – 1 вид. При двухмесячной экспозиции масок найдено 30 видов, при годичной – 40, при этом 22 вида были общими. Впервые для бухты нами указаны бентосные виды диатомовых водорослей Cocconeis guttata и Karayevia amoena. Из 14 пеннатных типичных колониальных видов-обрастателей диатомовых водорослей на всех масках со 100%-ной встречаемостью отмечен вид Tabularia fasciculata, среди одиночноживущих видов часто отмечались потенциально токсичный Halamphora coffeiformis и бентопланктонный Cylindrotheca closterium. Особенностью обрастания является отсутствие образования колоний диатомовых водорослей, в отличие от обрастания на других антропогенных и природных субстратах, и низкие количественные показатели при разных сроках экспозиции – при двухмесячной соответствующие значения составляли: обилие видов – 10–15 видов, численность – 9200– 13 100 кл./см2 и биомасса – 0.001–0.02 мг/см2; при годичной – обилие видов – 8–14 видов, численность – 4900–8400 кл./см2, биомасса – 0.01–0.03 мг/см2.

Ключевые слова

диатомовые водоросли, цианобактерии, микроводоросли, обрастание, синтетические медицинские маски, крымское прибрежье, Черное море

Благодарности

Работа выполнена по теме государственного задания ФИЦ ИнБЮМ РАН «Исследование механизмов управления продукционными процессами в биотехнологических комплексах с целью разработки научных основ получения биологически активных веществ и технических продуктов морского генезиса» (номер гос. регистрации 121030300149-0). Выражаем благодарность гл. н. с., д. б. н. В. И. Рябушко за идею изучения и поддержку, С. В. Щурову – за отбор проб и гидрологические измерения, В. Н. Лишаеву – за обработку материла в СЭМ..

Для цитирования

Бондаренко А. В., Рябушко Л. И., Благинина А. А. Подвержены ли биообрастанию синтетические медицинские маски в морской воде? // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2023. № 3. С. 114–128. EDN MYZVXK.

Bondarenko, A.V., Ryabushko, L.I. and Blaginina, A.A., 2023. Are Polymer-Based Single-Use Face Masks Subject to Biofouling in Seawater? Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (3), pp. 114–128.

Список литературы

  1. Personal protective equipment (PPE) pollution associated with the COVID-19 pandemic along the coastline of Agadir, Morocco / M. B. Haddad [et al.] // Science of the Total Environment. 2021. Vol. 798. 149282. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.149282
  2. Рябушко Л. И., Завалко С. Е. Микрофитообрастания искусственных и природных субстратов в Черном море // Ботанический журнал. 1992. Т. 77, № 5. С. 33–39.
  3. Бегун А. А., Рябушко Л. И., Звягинцев А. Ю. Влияние поверхности субстрата и времени его экспозиции в море на количественное развитие диатомовых водорослей перифитона // Известия ТИНРО. 2010. Т. 163. С. 240–263. EDN NTEXSR.
  4. Рябушко Л. И. Микрофитобентос Черного моря / Под ред. А. В. Гаевской. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика. 2013. 416 с.
  5. Рябушко Л. И., Бегун А. А. Диатомовые водоросли микрофитобентоса Японского моря. В 2-х т. Симферополь : Н. Орiанда. 2015. 288 с.
  6. Диатомовые обрастания синтетических полимерных материалов в Карантинной бухте (Крым, Черное море) / Л. И. Рябушко [и др.] // Вопросы современной альгологии. 2019. № 2. С. 87–91. EDN DBZQAN. doi:10.33624/2311-0147-2019-2(20)-87-91
  7. Microbial ecotoxicology of marine plastic debris: a review on colonization and biodegradation by the “plastisphere” / J. Jacquin [et al.] // Frontiers in Microbiology. 2019. Vol. 10. P. 1–16. doi:10.3389/fmicb.2019.00865
  8. Diatoms and Cyanobacteria of Periphyton of Experimental Synthetic Polymer Materials in Karantinnaya Bay in the Black Sea / L. I. Ryabushko [et al.] // Inland Water Biology. 2020. Vol. 13. P. 399−407. doi:10.1134/S1995082920020285
  9. Diatom and cyanobacteria communities on artificial polymer substrates in the Crimean coastal waters of the Black Sea / L. Ryabushko [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2021. Vol. 169. 112521. doi:10.1016/j.marpolbul.2021.112521
  10. Başak E., Şentürk Y., Aytan Ü. Microbial biofilm on plastics in the southeastern Black Sea // Marine litter in the Black Sea / Edited by Ü. Aytan, M. Pogojeva, A. Simeonova. Istanbul : Turkish Marine Research Foundation, 2020. Iss. 56. P. 268−286. URL: https://tudav.org/wp-content/uploads/2020/10/MarineLitterintheBlackSea_tudav.pdf (date of access: 27.07.2023).
  11. Sapozhnikov Ph., Snigirova A., Kalinina O. Microphytes assemblages on the neustoplastics from the northern Black Sea / Edited by Ü. Aytan, M. Pogojeva, A. Simeonova. Istanbul : Turkish Marine Research Foundation, 2020. Iss. 56. P. 287−302. URL: https://tudav.org/wp-content/uploads/2020/10/MarineLitterintheBlackSea_tudav.pdf (date of access: 27.07.2023).
  12. Liao J., Ji S., Chi Y. Effects of discarded masks on the offshore microorganisms during the COVID-19 pandemic // Toxics. 2022. Vol. 10, iss. 8. 426. doi:10.3390/toxics10080426
  13. Marine biofilms on artificial surfaces: structure and dynamics / Salta M. [et al.] // Environmental Microbiology. 2013. Vol. 15, iss. 11. P. 2879–2893. doi:10.1111/14622920.12186
  14. Тимошин Н. М., Тимошина Ю. А. Нетканые материалы медицинского назначения // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 13. С. 123−125. EDN SNWYCP.
  15. Aragaw T. A. Surgical face masks as a potential source for microplastic pollution in the COVID-19 scenario // Marine Pollution Bulletin. 2020. Vol. 159. 111517. doi:10.1016/j.marpolbul.2020.111517
  16. Prevalence of microplastic contamination in the digestive tract of fishes from mangrove ecosystem in Cispata, Colombian Caribbean / O. Garcés-Ordóñez [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2020. Vol. 154. 111085. doi:10.1016/j.marpolbul.2020.111085
  17. Зайков К. С., Соболев Н. А. Загрязнение морским мусором западного сектора российской Арктики // Арктика и Север. 2021. № 43. С. 246–252. EDN BOPDHL. doi:10.37482/issn2221-2698.2021.43.246
  18. De-la-Torre G. E., Aragaw T. A. What we need to know about PPE associated with the COVID-19 pandemic in the marine environment // Marine Pollution Bulletin. 2021. Vol. 163. 111879. doi:10.1016/j.marpolbul.2020.111879
  19. Simonsen R. Untersuchungen zur Systematik und Oekologie der Bodendiatomeen der Westlichen Ostsee // Internationale Revue der Gesamten. Hydrobiologie Beihefte. 1962. Vol. 1. P. 9−144.
  20. Blaginina A., Ryabushko L. Finding of a rare species of diatom Nanofrustulum siloi (Lee, Reimer et Mcenery) Round, Hallsteinsen & Paasche, 1999 in the periphyton of the coastal waters of the Black Sea // International Journal on Algae. 2021. Vol. 23, iss. 3. Р. 247−256. doi:10.1615/InterJAlgae.v23.i3.40
  21. Прошкина-Лавренко А. И. Диатомовые водоросли бентоса Черного моря. M. ; Л. : Наука, 1963. 243 с.
  22. Применение некоторых биоиндикаторов для оценки состояния импактных морских экосистем / В. И. Рябушко [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003. Вып. 2. С. 144–154. EDN XMRDLV.
  23. Особенности формирования колониальных поселений морских бентосных диатомей на поверхности синтетического полимера / Ф. В. Сапожников[и др.] // Морской биологический журнал. 2020. Т. 5, № 2. С. 88–104. EDN EPDQXC. doi:10.21072/mbj.2020.05.2.08
  24. Nature’s neat nanostructuration: The fascinating frustules of diatom algae / A. M. Korsunsky [et al.] // Materials Today. 2019. Vol. 22. P. 159–160. doi:10.1016/j.mattod.2019.01.002
  25. Рябушко Л. И. Потенциально опасные микроводоросли Азово-Черноморского бассейна / Под ред. В. И. Рябушко. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003. 288 с.

Скачать статью в PDF-формате