Микропластик в системе Нижняя Волга – Северный Каспий: пространственное распределение в зоне смешения вод и источники поступления

М. А. Анциферова*, А. В. Клещенков, А. М. Коршун

Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук, Ростов-на-Дону, Россия

* e-mail: m12antsiferova@mail.ru

Аннотация

Влияние гидрологических и гидрохимических условий на пространственное распределение микропластика в эстуарных зонах изучено слабо. Цель работы – оценка его пространственного распределения, количественных и качественных характеристик в системе Нижняя Волга – Северный Каспий. Материал получен в ходе экспедиционного рейса на НИС «Денеб» в сентябре 2023 г., пробы отбирали тралением нейстонной сети (ячея 0.3 мм) в поверхностном горизонте (0–0.2 м) с последующей обработкой по модифицированной методике NOAA и прямой визуальной сортировкой под микроскопом. Идентификация полимеров выполнена методами рамановской и ИК-Фурье-спектроскопии с расчетом индекса опасности PHI. Параллельно измеряли гидрохимические, гидрологические и метеорологические параметры среды, в частности ионный состав. В Нижней Волге среднее содержание частиц составило 81 шт/м³, пиковые значения – 100 шт/м³ (после ливня в Калмыкии), а также 92 шт/м³ у Волгограда и 98 шт/м³ у Астрахани, что указывает на антропогенный сток как основной источник. В Северном Каспии концентрации частиц существенно ниже (от 3 до 44 шт/м³, среднее 13 шт/м³) с выраженным нисходящим градиентом от устья. Преобладает мелкий микропластик (0.3–2 мм) в виде волокон и фрагментов, преимущественно из полиэтилена, полиэтилентерефталата и полиамида, которые отнесены ко 2-му классу опасности согласно индексу PHI. Пространственное распределение частиц коррелирует с динамикой солености, ионного состава (снижение коэффициентов Ca²⁺/Cl⁻ и HCO₃⁻/Cl⁻ в 20 и 80 раз), турбулентным перемешиванием после шторма и ливневыми осадками. В эстуарной зоне разбавление речных вод морскими приводит к значительному снижению количества частиц: с 98 до 44 шт/м³, а затем до 13 шт/м³. Основной источник микропластика – антропогенный сток Волги, включая диффузный смыв с урбанизированных территорий. Уникальность Каспия как замкнутого водоема с мощным речным стоком обусловливает относительно повышенные концентрации микропластика по сравнению с открытыми морями. Полученные данные обосновывают необходимость контроля поверхностного стока и мониторинга эстуарных геохимических барьеров.

Ключевые слова

микропластик, Северный Каспий, Нижняя Волга, зона смешения, ионный состав, антропогенное загрязнение

Благодарности

Публикация подготовлена в рамках реализации госзадания ЮНЦ РАН, № госрегистрации 125012100503-4. Работа выполнена на оборудовании ЦКП “Объединенный центр научно-технологического оборудования ЮНЦ РАН (исследование, разработка, апробация)”, № 501994.

Информация об авторах

Анциферова Марина Артуровна, младший научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук (Россия, 344006, г. Ростов-на-Дону, пр. Чехова, д. 41), кандидат географических наук, ORCID ID: 0009-0006-6549-8606, SPIN-код: 3063-3180, m12antsiferova@mail.ru

Клещенков Алексей Владимирович, ведущий научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук (Россия, 344006, г. Ростов-на-Дону, пр. Чехова, д. 41), кандидат географических наук, ORCID ID: 0000-0002-7976-6951, Scopus Author ID: 57016697100, ResearcherID: E-6619-2014, SPIN-код: 3552-0913, kle-aleksej@yandex.ru

Коршун Анна Михайловна, научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук (Россия, 344006, г. Ростов-на-Дону, пр. Чехова, д. 41), кандидат географических наук, SPIN-код: 1268-8101, a_korshyn@mail.ru

Для цитирования

Анциферова М. А., Клещенков А. В., Коршун А. М. Микропластик в системе Нижняя Волга – Северный Каспий: пространственное распределение в зоне смешения вод и источники поступления // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2026. № 2. С. 93–109. EDN EUXOMX.

Antsiferova, M.A., Kleshchenkov, A.V. and Korshun, A.M., 2026. Microplastics in the Lower Volga–Northern Caspian System: Spatial Distribution in the Water Mixing Zone and Sources of Input. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (2), pp. 93–109.

Список литературы

  1. Rochman C. M., Brookson C., Bikker J., Djuric N. et al. Rethinking microplastics as a diverse contaminant suite // Environmental Toxicology and Chemistry. 2019. Vol. 38, iss. 4. P. 703–711. https://doi.org/10.1002/etc.4371
  2. Чубаренко И. П., Есюкова Е. Е., Хатмуллина Л. И., Лобчук О. И. и др. Микропластик в морской среде. Москва : Научный мир, 2021. 520 с. EDN ROUYQE.
  3. Франк Ю. А., Воробьев Е. Д., Рахматуллина С. Н., Трифонов А. А. и др. Скрининг содержания микропластика в поверхностных водах российских рек // Экология и промышленность России. 2022. Т. 26, № 9. С. 67–71. EDN FKIKDR. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-9-67-71
  4. Frank Y. A., Vorobiev E. D., Vorobiev D. S., Trifonov A. A. et al. Preliminary screening for microplastic concentrations in the surface water of the Ob and Tom rivers in Siberia, Russia // Sustainability. 2021. Vol. 13, iss. 1. P. 1–14. https://doi.org/10.3390/su13010080
  5. Gao S., Orlowsky N., Bopf F. K., Breuer L. Review on microplastics in large European rivers // WIREs Water. 2024. Vol. 11, iss. 3. e1713. https://doi.org/10.1002/wat2.1713
  6. Михайлов В. Н. Устья рек России и сопредельных стран: прошлое, настоящее и будущее. Москва : ГЕОС, 1997. 413 с.
  7. Nematollahi M. J., Moore F., Keshavarzi B., Vogt R. D. Microplastic particles in sediments and waters, south of Caspian Sea: Frequency, distribution, characteristics, and chemical composition // Ecotoxicology and Environmental Safety. Vol. 206. 111137. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111137
  8. Manbohi A., Mehdinia A., Rahnama R., Hamzehpour A. et al. Distribution of microplastics in upstream and downstream surface waters of the Iranian rivers discharging to the southern Caspian Sea // Environmental Science and Pollution Research. 2023. Vol. 30, iss. 40. P. 92359–92370. https://doi.org/10.1007/s11356-023-28898-8
  9. Taghizadeh Rahmat Abadi Z., Abtahi B., Grossart H.-P., Khodabandeh S. Microplastic content of Kutum fish, Rutilus frisii kutum in the southern Caspian Sea // Science of The Total Environment. 2021. Vol. 752. 141542. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141542
  10. van Emmerik T. H. M., González-Fernández D., Laufkötter C., Blettler M. et al. Focus on plastics from land to aquatic ecosystems // Environmental Research Letters. 2023. Vol. 18, iss. 4. 040401. https://doi.org/10.1088/1748-9326/acc086
  11. Литвинов К. В., Калмыков А. П., Бирюкова М. Г. Микропластик как новый компонент в экосистеме нижней зоны дельты Волги // Астраханский вестник экологического образования. 2020. № 6(60). С. 147–152. EDN BHIZQK. https://doi.org/10.36698/2304-5957-2020-19-6-147-152
  12. Зобков М. Б., Есюкова Е. Е. Микропластик в морской среде: обзор методов отбора, подготовки и анализа проб воды, донных отложений и биоты // Океанология. 2018. Т. 58, № 1. С. 149–157. EDN YPKSDV. https://doi.org/10.7868/S0030157418010148
  13. Xu P., Peng G., Su L., Gao Y. et al. Microplastic risk assessment in surface waters: a case study in the Changjiang Estuary, China // Marine Pollution Bulletin. 2018. Vol. 133. P. 647–654. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2018.06.020
  14. Lithner D., Larsson Å., Dave G. Environmental and health hazard ranking and assessment of plastic polymers based on chemical composition // Science of the Total Environment. 2011. Vol. 409, iss. 18. P. 3309–3324. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2011.04.038
  15. Анциферова М. А., Глушко А. Е., Беспалова Л. А., Клещенков А. В. и др. Микропластик в воде и проблемы его определения (на примере водных объектов Юга европейской части России) // Вестник Воронежского государственного университета. Серия География. Геоэкология. 2025. № 1. С. 115–124. EDN XDCGJK. https://doi.org/10.17308/geo/1609-0683/2025/1/115-124
  16. Анциферова М. А. Микрочастицы полимеров: содержание, распределение в нижнем течении Волги // Экология. Экономика. Информатика. 2024. Т. 1, № 9. С. 19–21. EDN AYIRGF. https://doi.org/10.23885/2500-395X-2024-1-9-19-21
  17. Анциферова М. А. Концентрации микропластика в водах Северного Каспия // Стратегические проблемы, угрозы и риски Азовского бассейна и Приазовья («Опасные явления – V»). Материалы V Международной научной конференции памяти члена-корреспондента РАН Д.Г. Матишова, Ростов-на-Дону, 10–14 июля 2024 г. Ростов-на-Дону : ЮНЦ РАН, 2024. С. 277–279. EDN JDBAKZ.
  18. Yakushev E., Gebruk A., Osadchiev A., Pakhomova S. et al. Microplastics distribution in the Eurasian Arctic is affected by Atlantic waters and Siberian rivers // Communications Earth & Environment. 2021. Vol. 2. 23. https://doi.org/10.1038/s43247-021-00091-0
  19. Werbowski L. M., Gilbreath A. N., Munno K., Zhu X. et al. Urban Stormwater Runoff: A Major Pathway for Anthropogenic Particles, Black Rubbery Fragments, and Other Types of Microplastics to Urban Receiving Waters // ACS ES&T Water. 2021. Vol. 1, iss. 6. P. 1420–1428. https://doi.org/10.1021/acsestwater.1c00017
  20. Кравчишина М. Д., Клювиткин А. А., Лукашин В. Н., Политова Н. В. и др. Распределение взвешенного вещества в Каспийском море // Метеорология и гидрология. 2018. № 10. С. 96–107. EDN VKOWLE.
  21. Цыцарин А. Г., Лобов А. Л. О формировании солевого барьера в Азовском, Каспийском и Аральском морях // Метеорология и гидрология. 1995. № 6. С. 84–94.
  22. Лисицын А. П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34, № 5. С. 735–747.

Файлы

 Полный текст (русский)

  JATS XML (русский)

 Полный текст (английский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.