Journal of Environmental Health Engineering

fa شناسایی ویژگی‌ها و امکان‌سنجی زیست‌تخریب‌پذیری میکروپلاستیک‌ها در خاک‌های کشاورزی: مطالعه موردی مزارع کشاورزی جنوب تهران، ایران Characterization and Biodegradation Feasibility of Microplastics in Agricultural Soils: A Case Study from Southern Tehran Farmlands, Iran تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">زمینه و هدف: میکروپلاستیک‌ها به‌عنوان آلاینده‌های پایدار نوظهور، به‌طور فزاینده‌ای در خاک‌های کشاورزی تجمع یافته و می‌توانند سلامت خاک و پایداری اکوسیستم را تهدید کنند. این مطالعه با هدف بررسی آلودگی میکروپلاستیک‌ها و ارزیابی ظرفیت زیست‌تخریب‌پذیری میکروارگانیسم‌های بومی در خاک‌های کشاورزی دشت ورامین انجام شد. مواد و روش‌ها: نمونه‌برداری از خاک، در پنج مزرعه کشاورزی طی فصول گرم و سرد و در دو عمق سطحی و زیرسطحی انجام شد. استخراج میکروپلاستیک‌ها با استفاده از جداسازی بر اساس چگالی و حذف اکسیداتیو مواد آلی صورت گرفت. شناسایی و کمی‌سازی ذرات با استریومیکروسکوپ انجام شد. تحلیل‌های آماری شامل  ANOVA، آزمون t ، همبستگی پیرسون و رگرسیون خطی بود. برای ارزیابی زیست‌تخریب، میکروارگانیسم‌های بومی بر روی پلیمرهای رایج کشت داده شده و شناسایی مولکولی با PCR و توالی‌یابی ژن 16S rRNA  انجام گرفت. تغییرات سطحی پلیمرها با FESEM و FTIR  بررسی شد. یافته‌ها: میانگین غلظت میکروپلاستیک‌ها ۳۱۲/۴۹ ذره در کیلوگرم خاک بود. بیشترین فراوانی به ذرات با اندازه ۲۰-۵ میکرومتر و از نظر ریخت‌شناسی به الیاف (۴۲/۳۸ درصد) اختصاص داشت. تفاوت معنی‌داری بین فصول، اعماق، رده‌های اندازه و مزارع مشاهده نشد (P>۰/۰۵). چهار سویه باکتریایی شامل Lysinibacillus boronitolerans، Pseudomonas stutzeri، Bacillus pacificus  و   hibisci  شناسایی شدند که توان ایجاد تغییرات ریخت‌شناسی و ساختاری محدود در پلیمرها را نشان دادند. نتیجه‌گیری: نتایج نشان می‌دهد که خاک‌های کشاورزی منطقه به‌طور یکنواختی به میکروپلاستیک‌ها آلوده بوده و هم‌زمان از ظرفیت بالقوه زیست‌تخریب میکروبی برخوردارند. مدیریت منابع فاضلابی، پایش مستمر و بهره‌گیری از توان میکروارگانیسم‌های بومی می‌تواند نقش مهمی در کاهش مخاطرات بلندمدت زیست‌محیطی ایفا کند.</div> <div style="text-align: justify;">Background: Microplastics are emerging, persistent pollutants that increasingly accumulate in agricultural soils, where they may impair soil functioning and threaten ecosystem and food security. This study investigated the occurrence of microplastics and assessed the biodegradation potential of indigenous microorganisms in agricultural soils of the Varamin Plain, Iran. Methods: Soil samples were collected from five agricultural fields during warm and cold seasons at two depths (surface and subsurface). Microplastics were extracted using density separation combined with oxidative removal of organic matter, and particles were identified and quantified by stereomicroscopy. Statistical analyses included ANOVA, independent‑samples t‑tests, Pearson correlation, and linear regression. For biodegradation assessment, indigenous microorganisms were enriched on common polymers, and molecular identification was performed via PCR and 16S rRNA gene sequencing. Surface alterations of the polymers were examined using FESEM and FTIR. Results: The mean microplastic concentration was 312.49 particles per kilogram of soil. The most abundant size class was 5-20 µm, and fibers were the dominant morphological type (42.38%). No significant differences in microplastic abundance were detected between seasons, depths, particle size classes, or fields (P>0.05). Four bacterial strains Lysinibacillus boronitolerans, Pseudomonas stutzeri, Bacillus pacificus, and Microbacterium hibisci were identified, each inducing limited morphological and structural changes on microplastic surfaces. Conclusion: Agricultural soils in the Varamin Plain are uniformly contaminated with microplastics yet host indigenous microbial communities with a measurable, albeit slow, capacity to initiate biodegradation. Strengthening wastewater management, implementing continuous monitoring, and harnessing this biodegradation potential may help mitigate long‑term environmental risks.</div> میکروپلاستیک‌ها, خاک‌های کشاورزی, زیست‌تخریب‌پذیری, میکروارگانیسم‌های بومی, دشت ورامین. Microplastics, agricultural soils, biodegradation, indigenous microorganisms, Varamin Plain 184 205 http://jehe.abzums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-958-1&slc_lang=fa&sid=1 Hassan Alaei حسن علایی 0009-0008-1369-9013 No Department of Environment, WT.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه محیط‌ زیست، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Roya Mafigholami رویا مافی غلامی r.mafigholami@wtiau.ac.ir 0000-0003-1566-5569 Yes Department of Environment, WT.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه محیط‌ زیست، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Sanaz Khoramipour ساناز خرمی پور 0000-0003-3966-7892 No Department of Environment, WT.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه محیط‌ زیست، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Behnaz MoradiGhiasabadi بهناز مرادی غیاث آبادی 0000-0001-6241-1356 No Department of Environment, Damavand Branch, Islamic Azad University, Damavand, Iran دانشکده محیط زیست، واحد دماوند، دانشگاه آزاد اسلامی، دماوند، ایران Hamid Moghimi حمید مقیمی 0000-0002-9454-7474 No Department of Microbiology, School of Biology, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran گروه میکروبیولوژی، دانشکده زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران