Microplastic Contamination in Biocalcifiers from the Arabian Gulf. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Final_ Thesis_Sally_Jatta_ PDF.1.pdf Restricted to Repository staff only until 18 May 2027. Download (5MB)

Arabic Abstract

الاسم الكامل: سالي جاتا عنوان الرسالة: تلوث الميكروبلاستيك في الكائنات الحية المكوّنة للكالسيوم من الخليج العربي التخصص: ماجستير العلوم في العلوم البيئية تاريخ الحصول على الدرجة: مايو 2026 يُعد وجود الميكروبلاستيك في البيئات البحرية قضية متزايدة الأهمية، خصوصًا بالنسبة لأنواع الرخويات. هدفت هذه الدراسة إلى تقييم تلوث الميكروبلاستيك في خمسة أنواع من الرخويات من غرب الخليج العربي: الرخويات الملتهمة للرواسب Pirenella conica, Mitrella blanda, Planaxis sulcatus, Calibanarius longitarsus، والصدفيات المفلترة Brachidontes variabilis. تم هضم الأنسجة الطرية باستخدام 25 مل من محلول 30٪ KOH عند درجة حرارة 50°م مع التحريك بسرعة 400 دورة في الدقيقة لمدة 3–5 أيام. بعد ذلك، تمت ترشيح الخليط الناتج عبر ورق ترشيح واتمان بقطر 47 مم وفتحات 0.45 ميكرومتر باستخدام التفريغ. تم استخدام المجاهر المجمعة، بما في ذلك Nikon و Olympus و Leica، لتحديد أشكال وألوان وأحجام الجسيمات البلاستيكية الدقيقة. كما تم استخدام مجهر التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء (FTIR) ومجهر رامان من Bruker لتحليل تركيب البوليمرات لجميع الجسيمات المشكوك في كونها ميكروبلاستيك. تم الكشف عن 110 جسيمات ميكروبلاستيك في 542 عينة من أربعة مواقع: خليج نصف القمر، العقير، بركة موراي في البحرين، وأبوظبي. أظهرت النتائج أن العينات الكبيرة التي يتراوح حجمها بين 1.0 و 2.7 سم تراكمت فيها تركيزات أعلى مقارنة بالعينات الصغيرة التي تراوحت بين 0.5 و 1.7 سم حسب نوع الأنواع. بين الأنواع، أظهرت B. variabilis أعلى محتوى من الميكروبلاستيك، تلتها P. conica, M. blanda, P. sulcatus, و C. longitarsus. كون B. variabilis كائنًا مفلترًا، فإنه يفلتر باستمرار كميات كبيرة من مياه البحر، بينما الأنواع الأخرى ملتهمة للرواسب تختار غذائها من الرواسب بشكل انتقائي. أظهر خليج نصف القمر أعلى نسبة تلوث (38–42٪)، ويعود ذلك على الأرجح لقربه من المناطق الصناعية والترفيهية المكثفة التي تُطلق الميكروبلاستيك في المياه، يليه العقير (30–33٪)، والبحرين (27–30٪) بمستوى تلوث متوسط يعكس نشاطًا بشريًا معتدلًا، وأبوظبي (5٪) نتيجة انخفاض المدخلات المحلية أو وجود إدارة أفضل للنفايات. كانت الميكروبلاستيك في الغالب أليافًا (73٪)، ما يشير إلى مصادر مرتبطة بالمنسوجات والصيد والحبال، تليها الشظايا (21٪) والأفلام (6٪). كان معظم الجسيمات (57٪) بحجم 100–1000 ميكرومتر، وتم تحديد 14 نوعًا من البوليمرات، وكان البولي بروبيلين (PP، 19٪) الأكثر وفرة، وهو أحد أكثر أنواع الميكروبلاستيك إنتاجًا، ما يعكس استخدامه الواسع في التعبئة والتغليف والحبال ومعدات الصيد، وهي مصادر شائعة. لم تُلاحظ اختلافات كبيرة بين الأنواع أو المواقع، لكن التلوث بالميكروبلاستيك يبدو في ارتفاع مقارنة بالدراسات السابقة. تُظهر هذه النتائج أن ابتلاع الكائنات البحرية للميكروبلاستيك في ازدياد تدريجي، مما يؤثر على صحتها. في ضوء ذلك، هناك حاجة لمراقبة وإدارة تلوث الميكروبلاستيك لحماية النظم البيئية البحرية. لمعالجة هذه المشكلة، ينبغي أن تركز الأبحاث المستقبلية على استراتيجيات المعالجة والتخفيف، بما في ذلك الطرق الفيزيائية (مثل الكشط والحواجز)، والطرق الكيميائية (مثل التحلل التأكسدي)، والحلول البيولوجية (مثل التحلل الميكروبي)، للحد من تلوث الميكروبلاستيك والحفاظ على التنوع البيولوجي البحري.

English Abstract

The presence of microplastics in marine environments is an emerging concern, particularly for mollusc species. This study assessed microplastic contamination in five mollusc species from the western Arabian Gulf: the deposit-feeding gastropods Pirenella conica, Mitrella blanda, Planaxis sulcatus, Calibanarius longitarsus, and the filter-feeding bivalve Brachidontes variabilis. Soft tissues were digested using 25 ml of 30% KOH solution at 50°C with stirring at 400 rpm for 3–5 days. The resulting mixture was vacuum-filtered through a 47 mm Whatman 1 filter paper with 0.45 µm pores. Stereomicroscopes including Nikon, Olympus, and Leica were applied to identify the shapes, colors, and sizes of the microplastics. Fourier-Transform Infrared (FTIR) imaging microscope (LUMOS II) and Bruker Raman microscope were used to analyze the polymer composition of all suspected MPs. A total of 110 microplastic particles were detected in 542 specimens across four locations: Half-Moon Bay, Al-Uqayr, Murray’s Pool in Bahrain, and Abu Dhabi. Results show that large specimens of size range between 1.0 and 2.7 cm accumulated higher concentrations than small ones between 0.5 and 1.7 depending on the species type. Among species, B. variabilis exhibited the highest microplastic content, followed by P. conica, M. blanda, P. sulcatus, and C. longitarsus. B. variabilis, as a filter feeder, continuously filters large volumes of seawater (Rios-Fuster et al., 2022), whereas the other species are deposit feeders that selectively graze on sediments. Half-Moon Bay showed the highest contamination (38–42%), likely because it is closest to areas with intensive industrial and recreational activities, which release microplastics into the water, followed by Al-Uqayr (30–33%), Bahrain (27–30%), moderate contamination, reflecting moderate human activity, and Abu Dhabi (5%) likely due to lower local inputs or better waste management. Microplastics were predominantly fibers (73%), suggests textile, fishing, and rope-related sources, which are common in marine biota (Ugwu 2021), followed by fragments (21%) and films (6%). Most particles (57%) were 100–1000 µm in size, and 14 polymer types were identified, with Polypropylene (PP, 19%) being the most abundant, it is one of the most produced microplastic types, reflecting its widespread use in packaging, ropes, and fishing gear, which are common sources (Ugwu et al., 2021). No significant differences were observed between species or locations, but overall microplastic contamination appears to be increasing compared to previous studies. These findings demonstrate that microplastic ingestion by marine organisms is gradually increasing, which affects their health (Jeyavani et al., 2022). In the light of this, there is a need for monitoring and managing microplastic pollution to protect marine ecosystems. To address this issue, future research should focus on remediation and mitigation strategies, including physical methods (e.g., skimming and booms), chemical approaches (e.g., oxidative degradation), and biological solutions (e.g., microbial degradation), to reduce microplastic pollution and safeguard marine biodiversity.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Thesis Advisor:	Michael Kaminski,
Thesis Committee Members:	Bassam Al-tawabini,
Depositing User:	SALLY JATTA (g202319190)
Date Deposited:	19 May 2026 05:13
Last Modified:	19 May 2026 05:13
URI:	https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144316