Date of Award

10-2022

Document Type

Dissertation

Degree Name

Doctor of Philosophy in Ecology and Environmental Sciences

Department

Biology

First Advisor

Ruwaya Al Kendi

Second Advisor

Thies Thiemann

Abstract

Microplastics (plastic pieces size) are an emerging environmental contaminant that is ubiquitously present in terrestrial, aquatic and aerial environments. United Arab Emirates (UAE) is categorized among the highest domestic waste producing countries (on per capita basis) in the world. A large portion of waste ends up in the environment and contains macro-, meso- and microplastics. No comprehensive study has been carried out in the UAE to investigate the abundance, sources, distribution and impact of microplastics on its environment. Therefore, a comprehensive study to analyze the sources and distribution of microplastics in the UAE was urgently needed. The objective of the current research work was to explore the classical sources of microplastics (cosmetics, tire, road wear) and to find out potentially new or non-classical sources of microplastics found in UAE environment. The three-year (2018-2020) trends of microplastics usage in cosmetic products in the United Arab Emirates markets was explored. The micro-tire concentration in hot arid environment and abrasion pattern of old tires was investigated. As new or non-classical sources of microplastics were found plastic abraded from plastic cutting boards, wear material from road speed bumps, and loosened particles from artificial turfs. The microplastic origin from these sources and their presence in different environmental matrices was investigated. In case of plastic cutting boards, microplastic contamination load in food cut on these cutting boards was quantified. The physical changes in microplastics structure during cooking process was also investigated for microplastics abraded from plastic cutting boards into food. Additionally, the distribution of microplastic in soil, in the sediments of wadis, in road dust, and in run-off water was studied in Al Ain City and environs to have a better understanding of the dispersal of microplastics in a typical hot arid region with an absence of a riverine system connecting to the sea. The sludge of a wastewater plant in the Abu Dhabi Emirate was analyzed for microplastic to have a better knowledge of the pathways the microplastic takes in artificial distribution and collection systems. Lastly, the transfer of artificial plastic microbeads from a lower trophic level towards a higher trophic level was investigated by feeding Moina (Moina parapura) to red tilapia (Oreochromis aureus x Oreochromis mossambicus).

Arabic Abstract

جزيئات البلاستيك الدقيقة والتي تدعى بالمايكروبلاستيك (Microplastics) باتت تصنف كملوثات مستجدَّة للبيئة، حيث أنها منتشرة بوفرة في البيئة البرية والمائية والجوية. يعتبر حجم هذه الجزيئات أقل من خمسة مليميترات .صُنفت دولة الإمارات العربية المتحد ة بين أعلى دول العالم المنتجة للنفايات المنزلية على أساس نصيب الفرد، كمية كبيرة من هذه النفايات ينتهي بها المطاف في البيئة كجزيئات بلاستيكية صغيرة بأحجام مختلفة ويشار إليها بالماكروبلاستيك (Macroplastic) والميزوبلاستيك (Mesoplastic) والمايكروبلاستيك. (Microplastic) لم تجرى أي دراسة شاملة في دولة الإمارات للبحث عن مصادر هذه الجزيئات ومدى وفرتها وكيفية انتشارها وتوزيعها في البيئة فضلاً عن تأثيرها على البيئة؛ لذلك كان من الضروري البدء وتعزيز الأبحاث المتعلقة بدراسة هذا الموضوع .على هذا النحو، الهدف في هذا البحث هو التقصي عن المصادر التقليدية لجزيئات المايكروبلاستيك مثل مستحضرات التجميل وإطارات وسائل النقل على الطرق، كما أننا نهدف لرصد مصادر جديدة وغير تقليدية لهذه الجزيئات في دولة الإمارات العربية المتحدة. من خلال بحثنا وجدنا ثلاث مصادر جديد ة للبلاستيك، أولها ألواح التقطيع البلاستيكية، يليها الجزيئات المتمزقة من أُطر وسائل النقل نتيجة الاحتكاك بالمطبَّات الهوائية، ثم الجزيئات المتاطيرة من الأعشاب الصناعية. لدراسة مدى انتشار جزيئات المايكروبلاستيك في مناخ الدولة الصحراوي الحار بغياب نظام التصريف من البحار، تم توزيع جزيئات المايكروبلاستيك عبر التربة وعبر رواسب الأودية وعلى أرصفة الطرقات وعبر الصرف السطحي في مدينة العين وضواحيها. بالإضافة لذلك ، تم تحليل الرواسب الناتجة عن محطة الصرف الصحي في إمارة أبوظبي لمعرفة المسار التي تتحرك فيه جزيئات المايكروبلاستيك في أنظمة التوزيع والتجميع الإصطناعية . خلال البحث تم دراسة كيفية انتقال الجزيئات الدقيقة من المستويات الغذائية المنخفضة إلى المستويات الغذائية المرتفعة، وقد تم هذا عن طريق إطعام السمك البلطي الأحمر (Oreochromis aureus x Oreochromis mossambicus) نوع من أنواع القشريات يدعى عامياً Moina وعلمياً Moina Parapura ثم تم مراقبة تأثير هذا الطعام على تركيبة الكائنات المجهرية الدقيقة في أمعاء السمكة.

Download

Included in

Biology Commons

Share

COinS