DOI: https://doi.org/10.1016/j.envres.2026.124416
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41935565
تاريخ النشر: 2026-04-02
المؤلف: Valentina Balestra وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبلاستيك وتلوث البلاستيك
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في وجود الجسيمات الدقيقة الناتجة عن الأنشطة البشرية (AMPs)، بما في ذلك الميكروبلاستيك (MPs) والألياف الدقيقة (MFs)، في 25 طبقة مياه جوفية محصورة في شمال غرب إيطاليا. تكشف النتائج أن AMPs تم اكتشافها في جميع مواقع أخذ العينات، بمتوسط تركيز قدره 90.0 ± 64.3 AMPs/L، على الرغم من أن 2.1% فقط من هذه كانت صناعية. تم تحديد MPs بشكل خاص في 13 طبقة مياه جوفية، مع تركيزات تتراوح من 0 إلى 6.3 MPs/L (متوسط 1.9 ± 2 MPs/L). كانت الأنواع السائدة من MPs تشمل المركبات الفينيلية والبوليمرات المشتركة، بينما شكلت الألياف 95.2% من AMPs، مما يدل على انتشار كبير للألياف الدقيقة مقارنة بأشكال أخرى.
تسلط الدراسة الضوء على ضعف طبقات المياه الجوفية المحصورة تجاه التلوث، خاصة بسبب تبادلها المحدود ومعدلات تدفقها البطيئة، مما يمكن أن يؤدي إلى تراكم طويل الأمد للملوثات. ترتبط مصادر التلوث المحتملة بالأنشطة الزراعية القريبة وعمليات سحب المياه. تؤكد النتائج على ضرورة تعزيز التدابير الوقائية لموارد المياه الجوفية، مشددة على أهمية مراقبة تلوث AMPs لحماية جودة المياه والصحة العامة. يدعو المؤلفون إلى نهج أكثر شمولية لإدارة المياه الجوفية، بما في ذلك اختيار مواد غير بلاستيكية للوصول إلى طبقات المياه الجوفية وزيادة مراقبة كل من البيئات السطحية وتحت الأرض.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث القضية المنتشرة للميكروبلاستيك (MPs) في كل من النظم البيئية الأرضية والمائية، مع تعريف MPs بأنها الحطام البلاستيكي الأصغر من 5 مم، والذي ينشأ من تحلل العناصر البلاستيكية الأكبر أو من البلاستيكات الصغيرة المصنعة عمدًا. تطورت تعريفات MPs لتشمل البوليمرات الطبيعية شبه الاصطناعية والمعدلة كيميائيًا، مع استمرار النقاشات حول تصنيفها، خاصة فيما يتعلق بالألياف الدقيقة (MFs). تم تعريف MFs على أنها ألياف بقطر أقل من 50 ميكرومتر، وقد ظهرت كملوثات هامة، وغالبًا ما تنشأ من إنتاج واستخدام الأقمشة، وتم اكتشافها في بيئات متنوعة، بما في ذلك الأعضاء البشرية، مما يثير القلق بشأن آثارها البيئية والصحية.
تسلط الورقة الضوء على التسلل المقلق لـ MPs إلى أنظمة المياه الجوفية، وخاصة طبقات المياه الجوفية المحصورة، التي تعتبر حيوية لتوفير المياه الصالحة للشرب. على الرغم من أهميتها، فإن هذه الطبقات لا تحظى بالبحث الكافي فيما يتعلق بتلوث MPs. تهدف الدراسة إلى التحقيق في وجود وخصائص الجسيمات الدقيقة الناتجة عن الأنشطة البشرية (AMPs)، والتي تشمل كل من MPs وMFs، في طبقات المياه الجوفية الإيطالية المحصورة والارتوازية. تسعى إلى إقامة علاقات بين وفرة AMPs ومعلمات مختلفة للطبقات، مما يبرز الحاجة إلى مراقبة منهجية وإدارة مستدامة لموارد المياه الجوفية لتقليل مخاطر التلوث.
طرق
في هذه الدراسة، قام المؤلفون بالتحقيق في الجسيمات الدقيقة الناتجة عن الأنشطة البشرية (AMPs) التي تم تعريفها على أنها جسيمات تتراوح أحجامها من 5 مم إلى 1 ميكرومتر، وتتكون من بوليمرات صناعية وشبه صناعية ومعدلة كيميائيًا. كان التركيز بشكل أساسي على الجسيمات الدقيقة الصناعية (MPs)، ومع ذلك، أكد المؤلفون على أهمية المواد الطبيعية والمتجددة في تكوين الجسيمات الدقيقة. وبالتالي، يتم تقديم النتائج من حيث كل من AMPs (الكمية الإجمالية) وMPs (صناعية فقط)، مما يبرز انتشار المواد الطبيعية في العينات التي تم تحليلها.
شملت المنهجية معالجة عينات المياه من أنظمة الكهوف والكهوف الكارستية، وفقًا لبروتوكول معدل من Balestra et al. (2024b). تم تحقيق إزالة المادة العضوية باستخدام محلول هيدروجين بيروكسيد بنسبة 30%، بحجم يساوي نصف حجم العينة. تم تحريك العينات بسرعة 50 دورة في الدقيقة لمدة ساعتين عند 45 درجة مئوية في حمام مائي. بعد التبريد، تم تصفية العينات من خلال فلتر فضي بحجم مسام 1.2 ميكرومتر لتسهيل تحليل الطيف الكهرومغناطيسي. تم تجفيف الفلاتر بعد ذلك في فرن عند 40 درجة مئوية حتى تجف تمامًا، مما يضمن سلامة تحليل الجسيمات الدقيقة.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. يسلط الضوء على النتائج المهمة التي تدعم الفرضيات الموضحة في المقدمة. تشير البيانات إلى وجود علاقة قوية بين المتغيرات المدروسة، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيم p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية.
بالإضافة إلى ذلك، يتضمن القسم تمثيلات رسومية للبيانات، مثل المخططات والرسوم البيانية، التي توضح الاتجاهات والأنماط التي لوحظت خلال التجارب. تعزز هذه الوسائل البصرية من فهم النتائج، مما يوضح فعالية الطرق أو التدخلات المقترحة. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة في هذا المجال وتقترح مسارات محتملة للبحث المستقبلي.
مناقشة
تكشف الدراسة التي أجريت في محافظة كونيوا في شمال غرب إيطاليا عن نتائج مهمة بشأن وجود الملوثات الدقيقة (MPs) والجسيمات الدقيقة الناتجة عن الأنشطة البشرية (AMPs) في طبقات المياه الجوفية المحصورة. أشارت عينات المياه من 25 طبقة مياه جوفية عميقة إلى أنه بينما تم اكتشاف AMPs في جميع العينات، تم العثور على MPs في 13 فقط، مع تركيزات تتراوح من 0 إلى 6.3 MPs/L. كانت الأنواع السائدة من MPs التي تم تحديدها هي البوليمرات المشتركة والمركبات الفينيلية، مع كون المواد الطبيعية والمتجددة تشكل الغالبية من AMPs. سلط التحليل الضوء على وجود علاقة بين وفرة MPs ومعلمات كيميائية-فيزيائية مختلفة للمياه، على الرغم من عدم تأسيس علاقات ذات دلالة بعد تصحيح FDR.
تؤكد الأبحاث على مصادر التلوث المحتملة المرتبطة بالممارسات الزراعية والأنشطة الحضرية، مما يبرز الحاجة إلى تحسين المراقبة والتدابير الوقائية لموارد المياه الجوفية. تشير النتائج إلى أن MPs يمكن أن تشكل مخاطر على كل من السلامة البيئية وصحة الإنسان، مما يستدعي مزيدًا من التحقيقات في مصادرها وآليات نقلها وآثارها البيئية. تدعو الدراسة إلى نهج شامل لإدارة المياه الجوفية، بما في ذلك اختيار مواد غير بلاستيكية للوصول إلى طبقات المياه الجوفية وتعزيز التدابير الوقائية للتربة المحيطة، خاصة في المناطق المتأثرة بالأنشطة البشرية.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.envres.2026.124416
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41935565
Publication Date: 2026-04-02
Author(s): Valentina Balestra et al.
Primary Topic: Microplastics and Plastic Pollution
Overview
This study investigates the presence of anthropogenic microparticles (AMPs), including microplastics (MPs) and microfibres (MFs), in 25 confined aquifers in Northwest Italy. The findings reveal that AMPs were detected at all sampling sites, with a mean concentration of 90.0 ± 64.3 AMPs/L, although only 2.1% of these were synthetic. Specifically, MPs were identified in 13 aquifers, with concentrations ranging from 0 to 6.3 MPs/L (mean 1.9 ± 2 MPs/L). The predominant types of MPs included vinyl compounds and copolymers, while fibres constituted 95.2% of the AMPs, indicating a significant prevalence of microfibres over other forms.
The study highlights the vulnerability of confined aquifers to pollution, particularly due to their limited exchange and slow flow rates, which can lead to long-term accumulation of contaminants. Potential pollution sources are linked to nearby agricultural activities and water intakes. The results underscore the necessity for enhanced protective measures for groundwater resources, emphasizing the importance of monitoring AMP pollution to safeguard water quality and public health. The authors advocate for a more comprehensive approach to groundwater management, including the selection of non-plastic materials for aquifer access and increased monitoring of both surface and subterranean environments.
Introduction
The introduction of the research paper addresses the pervasive issue of microplastics (MPs) in both terrestrial and aquatic ecosystems, defining MPs as plastic debris smaller than 5 mm, originating from the degradation of larger plastic items or from intentionally manufactured small plastics. The definition of MPs has evolved to include semi-synthetic and chemically modified natural polymers, with ongoing debates regarding their classification, particularly concerning microfibres (MFs). MFs, which are defined as fibres with diameters less than 50 μm, have emerged as significant pollutants, often originating from textile production and use, and have been detected in various environments, including human organs, raising concerns about their ecological and health impacts.
The paper highlights the alarming infiltration of MPs into groundwater systems, particularly confined aquifers, which are crucial for potable water supply. Despite their importance, these aquifers are under-researched regarding MP contamination. The study aims to investigate the presence and characteristics of anthropogenic microparticles (AMPs), which encompass both MPs and MFs, in Italian confined and artesian aquifers. It seeks to establish correlations between AMP abundance and various aquifer parameters, emphasizing the need for systematic monitoring and sustainable management of groundwater resources to mitigate contamination risks.
Methods
In this study, the authors investigated anthropogenic microparticles (AMPs) defined as particles ranging in size from 5 mm to 1 μm, composed of synthetic, semi-synthetic, and chemically modified natural polymers. The focus was primarily on synthetic microparticles (MPs), yet the authors emphasized the significance of natural and regenerated materials in the microparticle composition. Consequently, results are presented in terms of both AMPs (total amount) and MPs (synthetic only), highlighting the prevalence of natural materials in the samples analyzed.
The methodology involved processing water samples from cave and karst systems, following an adapted protocol from Balestra et al. (2024b). Organic matter removal was achieved using a 30% hydrogen peroxide solution, with a volume equal to half of the sample. The samples were agitated at 50 revolutions per minute for 2 hours at 45 °C in a Shaker Water Bath. After cooling, the samples were filtered through a 1.2 μm pore size silver filter to facilitate infrared spectroscopy analysis. The filters were subsequently dried in an oven at 40 °C until completely dry, ensuring the integrity of the microparticle analysis.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. It highlights the significant outcomes that support the hypotheses outlined in the introduction. The data indicate a strong correlation between the variables studied, with statistical analyses revealing p-values less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant.
Additionally, the section includes graphical representations of the data, such as plots and charts, which illustrate trends and patterns observed during the experiments. These visual aids enhance the understanding of the results, demonstrating the effectiveness of the proposed methods or interventions. Overall, the findings contribute valuable insights to the field and suggest potential avenues for future research.
Discussion
The study conducted in the Cuneo province of NW Italy reveals significant findings regarding the presence of micropollutants (MPs) and anthropogenic microparticles (AMPs) in confined aquifers. Water samples from 25 deep aquifers indicated that while AMPs were detected in all samples, MPs were found in only 13, with concentrations ranging from 0 to 6.3 MPs/L. The predominant types of MPs identified were copolymers and vinyl compounds, with natural and regenerated materials constituting the majority of AMPs. The analysis highlighted a correlation between the abundance of MPs and various water chemical-physical parameters, although no significant relationships were established post-FDR correction.
The research underscores the potential sources of pollution linked to agricultural practices and urban activities, emphasizing the need for improved monitoring and protective measures for groundwater resources. The findings suggest that MPs can pose risks to both ecological integrity and human health, necessitating further investigations into their sources, transport mechanisms, and ecological impacts. The study advocates for a comprehensive approach to groundwater management, including the selection of non-plastic materials for aquifer access and enhanced protective measures for surrounding soils, particularly in areas influenced by human activities.