当前世界环境

介绍

湿地拥有许多全球流程，如碳循环，渔业生产，局部和迁徙禽类和生物地球化学循环的庇护。它们不仅是生态重要的重要性，而且在该地区的经济中也有贡献。湿地出口全球全球总有机碳的20％。它还有助于生物量生产，虽然虽然小，但形成了这种生物质的重要组成部分。湿地特别是河流湿地提供了重要的托儿所和水生动物来源。所有湿地都具有相同的常见性质，水位上下波动，咸水的海水淡化位点，高初级和二次生产力，材料高，材料的高速出口，均为其他生态系统，苗圃和鸟类庇护所。此外，它还充当陆地动物的拒绝和走廊，为许多植物和动物物种以及人类的经济服务以及人类的经济服务。社会还考虑了湿地为其气候，娱乐，放松和地点的沉积物遗产遗产。因此，湿地在全球过程中更为重要，而不是他们的航空范围计算¹．

在印度，有67429个湿地，占地约410万公顷。其中，天然湿地2175处，总面积150万公顷;人工湿地65254处，总面积260万公顷²．在65,254个人工湿地中，Harike湿地是印度北部最大的湿地之一，位于阿姆利则、Ferozpur和Kapurthala三个地区的汇合处。由于两河水资源的多样化，该湿地于1952年形成;萨特累季河和比阿斯。1990年，国际自然保护联盟(IUCN)宣布该地区为拉姆萨尔湿地，使其成为具有国际意义的湿地，成为生物多样性保护的优先区域。此外，它在1992年被宣布为鸟类保护区^3.．这片湿地的水源来自两条河流，即萨特莱吉河和双鱼河，这两条河流有助于恢复地下水，并提供灌溉。湿地面积为148公里²哪一项限制在86公里以内²目前距其中45公里²41公里是干旱地区吗²潮流区。潮湿的领土也达到28km²湿区内部的真正水分为17-18km²休息是潮湿的。湿区44.4%被水葫芦覆盖。湿地退化主要是由淤积、水风子入侵和以萨特莱季河为主、双鱼河较少的污染引起的。这些威胁不仅导致湿地面积减少，而且降低了动物生存所需的自然环境质量⁴．

过度使用自然是人类自我利益的常见趋势。现在，通过当地和国家监管机构控制和监控直接剥削，但需要分析我们的日常生活的间接影响。通过日常生活，社会可能会为环境产生新的压力。Microplastic是我们常规生活产生的新兴压力源之一。它们是塑料纤维，在合成聚合物的降解或尺寸范围的尺寸范围的<5mm的降解后形成颗粒⁵．它们在20世纪70年代首次在海洋地表水中被报道^6,7．由于在全球发现微薄塑料⁸在美国，微塑料在淡水中的积累也成为了研究的重点^{9 10 11 12}．微塑料在生态系统中的存在会带来各种后果，如口腔吸收、损伤组织、污染物附着和运输的表面^13,14．微塑料的化学性质可以通过从其中滤出添加剂和由于疏水吸引力从水中吸附到其表面的各种有毒物质来得到改善¹⁵．由于表面体积比大，它们积累了持久性的生物蓄积毒性化合物、重金属等转化为多种应激源¹⁶．具有吸附污染物的这些微塑性颗粒被许多生物体摄取^{17,18,19和20}．微塑料模拟了藻类衍生的化合物，如二甲基硫化物，这对利用化学感觉机制以藻类为食的生物是一种威胁^21.．研究还发现，微塑料有阻塞消化道的能力，引起毒性，并从肠道转移到循环系统Mytilus Edulis.(l)^22、23．微塑料在动物体内的存在令人担忧，因为食用受污染的鱼类或食物可能作为微塑料在人类体内转运的媒介，从而污染食物网^24.．还发现微塑料塑料在Rainieri研究的鱼类中有效地影响和改变稳态^25.他在斑马鱼饲料中添加了微塑料和一系列污染物。

根据不同的部门在印度产生了大约560万吨塑料废物，包括产品和包装。包装代表了塑料使用的单一最大部门，占塑料消耗的35％，塑料浪费大大增加，因此垃圾。除了总产量中，80％塑料可回收，剩余20％是不可粘的塑料。大型水生体被认为是微塑性污染的热点。目前没有研究据报道，在印度的任何湿地中报道了微薄的存在。目前的研究是一种试图确认印度北部最大湿地存在微塑料的存在，生态和经济。

方法

塑料成分鉴定的参考数据

为比较已建立的技术、不同类型的原始塑料珠样品结果的需要，准备参考数据库高科技聚合物有限公司并通过上述技术进行了分析。每一种技术获得的光谱作为参考光谱与样品结果进行比较。

研究区域

Harike湿地是人工的河流和湖泊湿地，位于北纬31°05 ' 15 "和31°14 ' 15 "之间，东经74°55 ' 30 "和75°07 ' 30 "之间。长期以来，它一直是旁遮普和拉贾斯坦邦部分地区的灌溉水源，通过Sirhind支线和拉贾斯坦邦运河，在地下水补给方面发挥着重要作用。4、5、6月极端高温，6月日最高气温43℃，1月日最低气温0.6℃^26.．海坦地区是harike湿地的核心区，因此在本次工作中将海坦地区作为采样点。

图一:Harike湿地及采样地点位置图。 点击这里查看图

微塑料的采样和恢复

通过将Plankton网固定到本地船只，从2018年5月份的Khaitan地区（现场1，标记区域）进行了地表水抽样，向本地船舶向水面确保了净的特定位置。网眼尺寸为50μm的净拖动到600米的面积，其代表湿地的生态条件，直至15cm的深度。取样后，净被仔细包装，以防止二次污染并转移到实验室进行进一步的工作。

在实验室中，用蒸馏水清洗网，进一步的步骤是在层流和玻璃器皿中进行，以防止任何污染。有机大颗粒和合成大颗粒目视分类，塑料经热针试验确定^27.．在大颗粒分离后，washoff通过不同筛孔大小的过滤器(305、200、100、60µm)根据颗粒的大小范围进行分离。之后，每个残渣用30%的过氧化氢处理7天，以消化有机物^28.并且在恢复步骤的最后一步中，碘化钠（密度1600mg / L）用于密度为基础的分离^29.．样品在55ºC的烘箱中保存20分钟以去除水分，并均匀分割用于进一步分析。用于用振动光谱法鉴定聚合物类型^30.已遵循数据。

傅里叶变换红外光谱法

FTIR是应用最广泛的技术，因为它在提供有关塑料成分和确认的信息方面具有通用性^31.．通过配备有软件IR解决方案的8400s-Shimadzu FTIR光谱仪测量分离的颗粒和样品残留物的FTIR测量。每个颗粒和样品残留物的光谱记录在4000-500cm的波浪数范围内^－1透过模式，光谱分辨率为4cm^－1共扫描15次。

拉曼光谱

拉曼光谱法记录响应于样品中的聚合物类型的特征峰。它基于与样品相互作用的单色光（激光源）。样品残留物的拉曼分析由STR500共焦拉曼光谱仪进行。通过固定波长为532nm分析1mg每个样品。样品的光谱记录在100-5000cm的波数范围内^－1，功率分别为2.5、5和12.5mW。每个光谱累积四次扫描。

气相色谱-质谱联用

GC-MS通过特征分解产物确定聚合物类型。气相色谱-质谱联用技术将样品中化合物的质量破碎模式与原始塑料的主要破碎模式进行了比较^32.．随着聚合物的降解模式仍然是固定的^32.，通过使用标准指示剂离子峰的样品质谱和比较来进行化合物的鉴定^33.．分析在NUCON 5700气相色谱仪和质谱仪上进行。该仪器配备了可编程注入器，注入器的温度设定在280°C。GC柱尺寸30 m x 0.25毫米0.25毫米从100°C程序升温到260°C 8°C / min,然后在35°C到340°C /分钟保持了23分钟。载气、氦气将被注入0.001 l的间隔60秒在喷射器端口。^34.样品分析已按照方案进行。

结果与讨论

在实验室工作期间，在初始阶段，在初始阶段手动分离总共15个颗粒，其中由于其大尺寸为12mm而弃出了两种颗粒。

图2:利用浮游生物网在Harike湿地发现塑料颗粒。 点击这里查看图

剩余的十三颗粒经受热针试验，并从它们中被证实为塑料并作为非塑料有机物静止。测试使得与颗粒接触的热针使其熔化或缩小，从而确认为塑料^27.．这些被确认的9个塑料粒子被赋予了粒子A、B、C、D、E、F、G、H和I的字母代码，以备将来通信。

红外光谱表征

这9个颗粒(A-I)的FTIR光谱与原始塑料珠的光谱相匹配。除C外的粒子光谱与标准酰胺(尼龙6)光谱具有可比性。乐队在1500厘米^－1，1600cm.^－1和3400cm.^－1，NH弯曲和C = O拉伸酰胺I和酰胺II作为尼龙6的参考峰。尼龙6是主要用于家用和工业产品的最常见的聚酰胺之一。尼龙6的红外光谱具有3300cm的特点^－1对于NH拉伸带伴有弱峰左右约30厘米^－1并分配给费米分裂对NH拉伸。另一方面，在1630厘米处发现了另外两条带子^－1和1550厘米^－1分别对应于酰胺- i和酰胺- ii波段。聚酰胺的命名规则依赖于形成酰胺的酸和氨基组分所包含的碳原子数。尼龙6通常由两种方法形成:二羧酸和二胺^30.．在红外光谱的帮助下，尼龙6样品对应于聚酰胺是重要的，但由于某些聚酰胺表现出的多态性，可能会有困难。

而在粒子C中，峰值在2925厘米^－1(非对称CH₂拉伸),2854厘米^－1(对称,CH₂观察到伸展的是高密度聚乙烯（HDPE）链的指示通常是甲基和CH的弯曲模式₂观察到1462厘米^－1．除了这两个特征峰聚乙烯HDPE之间的1300-1400厘米^－1被认为是1347厘米^－1和1381厘米^－1在1377厘米处没有单独的峰值^－1观察到哪种是LDPE的特征。对于颗粒C的确认光谱，与原始HDPE合并。通过这种方式，通过FTIR产生数据证实了八个颗粒作为尼龙6和一种作为聚乙烯。

图3:人工分离的颗粒和原始塑料珠的FTIR透射光谱比较。 点击这里查看图

还经过有机消化和基于密度的分离后通过改变网状尺寸滤布，从过滤获得的样品残留物，并进行FTIR分析。样品的光谱与塑料颗粒A和C的光谱重叠，其中颗粒A FTIR光谱与所有I.305,200,100,60μm残留的颗粒匹配，就特征尼龙6峰。也是生成的合并光谱与维尔尼尼龙6的频谱相比，所有四个合并在一起的频谱相比，透明图像关于样品中的特征酰胺基团的存在。

图4:不同残基的ATR-FTIR光谱(左)和Raman光谱(右)。 点击这里查看图

还将所有残留物的光谱与颗粒C进行比较，所述颗粒C与鉴定为聚乙烯的颗粒C，以及与原始聚乙烯光谱的平行比较，因为残留物中存在尼龙6和HDPE的概率更像在视觉阶段之前鉴定的更多（颗粒）A-I).

图5不同残基的ATR-FTIR光谱(左)和拉曼光谱(右)。 点击这里查看图

由于2925cm的典型两种聚乙烯（HDPE）峰存在，305μm和60μm粒度残留物的光谱表明聚乙烯^－1(非对称CH₂拉伸),2854厘米^－1(对称,CH₂拉伸),1462厘米^-1 (CH₂弯曲）和两个特征峰的聚乙烯HDPE在1300-1400cm之间^－1．通过拉曼光谱和GC-MS进一步确认尼龙6和聚乙烯样品的存在。

拉曼光谱分析

拉曼光谱进一步验证了FTIR的结果。光谱在931厘米^－1和3301厘米^－1在筛选的样品残留物（305,200,100,60μm）中被观察到C-Co拉伸和NH拉伸作为尼龙的特征6.1126cm^－1对于C-C拉伸和其他特征峰也观察到[图4]。除了尼龙6之外，还有在样品残留物中的聚乙烯（305,200,100,60μm）的指示，因为存在光谱，包括890cm^－1用于C-H拉伸，峰值在1030cm^－1和1080cm.^－1因为C- C伸缩振动。另一个峰在1440厘米处^－1这是CH造成的₂弯曲[图5]。将获得的结果与维尼尼龙6和HDPE的拉曼光谱进行比较，以适当验证样品残留光谱。因此，我们可以得出结论，拉曼进一步支持FTIR对聚乙烯存在的结果给出的结果。

气相色谱和质谱分析

气相色谱-质谱联用只有两个样品残留，305和60 μ m进一步考虑。本研究只对305µm和60µm进行了设置大小范围的研究。

尼龙6聚合物降解的化合物数量，并给出不同碳数的组成，如1-戊腈，€-己内酰胺，和n -5-氰戊基-6-己酰胺片段的质谱。发现€-己内酰胺存在的指标峰m/z 30, 42, 55, 67, 85, 98，和113^32.．因此，通过降解305µm和60µm中指示剂离子峰的存在，证实了显微样品中尼龙6的存在^37.．

图6：样品残留物的质谱305μm和60μm的尺寸和60μmα-己内酰胺（卫星）的碎片模式：尼龙6的降解产物作为参考。 点击这里查看图

此外，结果还表明聚乙烯(HDPE)的存在。文献表明，聚乙烯聚合物的降解质量碎片包括1-庚烯、1,9 -癸二烯、1-二十烯^32.．C的指示离子峰_20.:样品305µm和60µm中的1-二十碳烯分别在m/z 29、41、55、69、83、97和111处得到。

图7:HDPE降解产物1-二十烯(卫星)的样品残留质谱及碎片模式，参考。 点击这里查看图

因此，作为C的存在的指示剂离子峰_20.:在样品中发现了1-二十碳烯，因此也表明样品残留中存在聚乙烯^37.．这些结果证实，湿地也被人为垃圾污染。污染源可能是从陆地上的横向输入，这可能通过雨水或空气冲洗而发生。湿地是保守的地区，所以没有直接人体影响可以提高污染物水平，而且在他们的课程中接受污水投入的两个河流都可以负责这一点。使用尼龙6袋是印度内陆水体堤防的常见实践，这些袋子也降解并成为湿地微塑料的来源。在银行沉积有机内容物中，塑料废料，在微化中可以碎片，降解和转化。一些塑料制品由于高密度水槽，底部沉淀，但在表面降解后重新分配。在这里的湿地中检测到尼龙6和HDPE，这表明它们在其他塑料中的主导。

结论

本研究旨在分析Hirike Wetland中微塑料的存在和组成。此外，发现聚合物类型是尼龙6和HDPE。这可以沿着湿地揭示各种可能的来源，导致微塑性污染。微塑料的存在明确表示通过湿地中的不同生物体摄取这些颗粒。代表对生物多样性的威胁，必须考虑微塑料对水生生物的影响。另外的微塑料可以吸收来自周围环境的有害污染物，因此用作多个压力源。微塑性以及其他污染物可以间接地影响有机体，这可能进一步沿着食品料理蔓延。进一步的调查需要将微塑料的能力掺入围绕污染物的含量及其对生物体的影响。必须总结微塑料的危险效果以强调进一步的研究，以有效降低微塑性污染的影响。本研究有助于连接知识差距，以了解内陆淡水环境中的微塑性污染。

的利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

Aknowledgement

作者要感谢Harike湿地的技术人员在水取样过程中给予的支持。

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