Біологічні системи: теорія та інновації

Концептуальний екобіологічний скринінг тиску муніципальних пластикових відходів на річкові екосистеми

Руслан Шварц*, Олег Глух

ruslan.shvarts@uzhnu.edu.ua

Завантажити статтю
Анотація

Муніципальні пластикові відходи не лише становлять управлінську або технологічну проблему, а й є потенційним джерелом екобіологічного тиску на річкові та прибережні екосистеми. Недостатнє роздільне збирання, неконтрольоване накопичення та фрагментація пластикових матеріалів здатні сприяти надходженню макро- та мікропластику до прісноводних екосистем, де вони можуть взаємодіяти з макробезхребетними, рибами, мікробними угрупованнями, донними відкладами, ґрунтами та прибережними оселищами. Метою роботи було систематизувати потенційні шляхи надходження муніципальних пластикових відходів до річкових екосистем, узагальнити можливі механізми їх взаємодії з біотою та розробити попередню концептуальну рамку для визначення пріоритетів екобіологічного моніторингу. Застосовано теоретико-аналітичний підхід, який поєднував цільовий наративний огляд сучасних наукових джерел, рамку «тиск – шлях міграції – рецептор – відповідь» та ілюстративне застосування розробленого авторами індексу ефективності збирання пластикових відходів для двох умовних сценаріїв організації муніципального збирання. Узагальнення наукових джерел показало, що муніципальні пластикові відходи можуть взаємодіяти з біотою через фізичне засмічення оселищ, ковтання частинок, перенесення пов’язаних із ними забруднювачів, формування пластисфери та зміну мікробних процесів у воді, донних відкладах і ґрунтах. Ілюстративне застосування індексу до двох умовних сценаріїв дало значення 0,67 і 0,64 та продемонструвало, як різні поєднання охоплення послугою й доступності інфраструктури впливають на інтегральну оцінку. Ці сценарні значення не характеризують конкретні громади та не вимірюють фактичні витоки пластику, його концентрації у водному середовищі, біологічну токсичність або деградацію біорізноманіття. У роботі запропоновано концептуальну екобіологічну рамку для визначення пріоритетів роздільного збирання, локального моніторингу мікропластику, оцінювання донних відкладів, біоіндикації та подальшої польової верифікації в річкових басейнах, що зазнають тиску муніципальних пластикових відходів

Ключові слова

макробезхребетні; пластисфера; донні відклади; біоіндикація; заплави

ЦИТУВАТИ
Shvarts, R., & Glukh, O. (2026). Conceptual ecobiological screening of municipal plastic waste pressure on riverine ecosystems. Biological Systems: Theory and Innovation, 17(3), 53-68. https://doi.org/10.31548/biologiya/3.2026.53
Використані джерела
  1. Aralappanavar, V.K., et al. (2024). Effects of microplastics on soil microorganisms and microbial functions in nutrients and carbon cycling – a review. Science of the Total Environment, 924, article number 171435. doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.171435.
  2. Balla, A., Teofilovic, V., & Kiss, T. (2024). Microplastic contamination of fine-grained sediments and its environmental driving factors along a lowland river: Three-year monitoring of the Tisza River and Central Europe. Hydrology, 11(1), article number 11. doi: 10.3390/hydrology11010011.
  3. Banaee, M., Multisanti, C.R., Impellitteri, F., Piccione, G., & Faggio, C. (2025). Environmental toxicology of microplastic particles on fish: A review. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, 287, article number 110042. doi: 10.1016/j.cbpc.2024.110042.
  4. Bhandari, N.L., Bhattarai, S., Bhandari, G., Subedi, S., & Dhakal, K.N. (2021). A review on current practices of plastics waste management and future prospects. Journal of Institute of Science and Technology, 26(1), 107-118. doi: 10.3126/jist.v26i1.37837.
  5. Di Foggia, G., & Beccarello, M. (2023). Designing circular economy-compliant municipal solid waste management charging schemes. Utilities Policy, 81, article number 101506. doi: 10.1016/j.jup.2023.101506.
  6. European Commission. (2020). A new Circular Economy Action Plan: For a cleaner and more competitive Europe. (COM/2020/98 final). Retrieved from https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52020DC0098.
  7. European Environment Agency. (2024). Water Framework Directive – quality elements. Retrieved from https://www.eea.europa.eu/en/analysis/maps-and-charts/water-framework-directive-quality-elements.
  8. Gallitelli, L., & Scalici, M. (2022). Riverine macroplastic gradient along watercourses: A global overview. Frontiers in Environmental Science, 10, article number 937944. doi: 10.3389/fenvs.2022.937944.
  9. Geissdoerfer, M., Savaget, P., Bocken, N.M.P., & Hultink, E.J. (2017). The circular economy – a new sustainability paradigm? Journal of Cleaner Production, 143, 757-768. doi: 10.1016/j.jclepro.2016.12.048.
  10. Kaza, S., Yao, L.C., Bhada-Tata, P., van Woerden, F., & Levine, D. (2018). What a waste 2.0: A global snapshot of solid waste management to 2050. Washington, DC: World Bank. doi: 10.1596/978-1-4648-1329-0.
  11. Law of Ukraine No. 2320-IX “On Waste Management”. (2022, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2320-20#Text.
  12. Masura, J., Baker, J.E., Foster, G.D., & Arthur, C. (2015). Laboratory methods for the analysis of microplastics in the marine environment: Recommendations for quantifying synthetic particles in waters and sediments. In NOAA Technical Memorandum NOS-OR&R-48. Silver Spring, MD: National Oceanic and Atmospheric Administration.
  13. Mora-Teddy, A.K., Closs, G.P., & Matthaei, C.D. (2024). Microplastics and riverine macroinvertebrate communities in a multiple-stressor context: A mesocosm approach. Science of the Total Environment, 951, article number 175456. doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.175456.
  14. Nava, V., et al. (2024). Plastic pollution affects ecosystem processes including community structure and functional traits in large rivers. Water Research, 259, article number 121849. doi: 10.1016/j.watres.2024.121849.
  15. OECD. (2016). Extended producer responsibility: Updated guidance for efficient waste management. Paris: OECD Publishing. doi: 10.1787/9789264256385-en.
  16. Order of the Cabinet of Ministers of Ukraine No. 1353-r “On Approval of the National Waste Management Plan until 2033 and Recognition of Certain Acts as Invalid”. (2024, December). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1353-2024-%D1%80#Text.
  17. Owowenu, E.K., Nnadozie, C.F., Akamagwuna, F., Noundou, X.S., Uku, J.E., & Odume, O.N. (2023). A critical review of environmental factors influencing the transport dynamics of microplastics in riverine systems: Implications for ecological studies. Aquatic Ecology, 57, 557-570. doi: 10.1007/s10452-023-10029-7.
  18. Russell, C.E., Fernández, R., Parsons, D.R., & Gabbott, S.E. (2023). Plastic pollution in riverbeds fundamentally affects natural sand transport processes. Communications Earth & Environment, 4, article number 255. doi: 10.1038/s43247-023-00820-7.
  19. Shi, Y., Chen, W., Yang, S., Fan, Y., & Lu, L. (2024). Freshwater microplastics governance and sustainable development: Pollution status, interactions, policies, and prospective studies. Desalination and Water Treatment, 320, article number 100704. doi: 10.1016/j.dwt.2024.100704.
  20. Tumu, K., Vorst, K., & Curtzwiler, G. (2023). Global plastic waste recycling and extended producer responsibility laws. Journal of Environmental Management, 348, article number 119242. doi: 10.1016/j.jenvman.2023.119242.
  21. van Emmerik, T.H.M., Frings, R.M., Schreyers, L.J., Hauk, R., de Lange, S.I., & Mellink, Y.A.M. (2023). River plastic transport and deposition amplified by extreme flood. Nature Water, 1, 514-522. doi: 10.1038/s44221-023-00092-7.
  22. Vural, T., Çetinkaya, S., Yeğen, V., Şapçıoğlu, S., & Gündoğdu, S. (2025). Protocol for extraction and analysis of microplastics in freshwater, sediment, and fish samples. STAR Protocols, 6(3), article number 104057. doi: 10.1016/j.xpro.2025.104057.