Microplastics assessment in Arabian Sea fishes: accumulation, characterization, and method development / Avaliação de microplásticos em peixes do mar arábico: acumulação, caracterização e desenvolvimento de métodos

Around the globe, plastic has been entering the aquatic system and is ingested by organisms. Identification, optimal digestion method, and characterization of the polymers to trace sources are of growing importance. Hence, the present work investigated microplastics accumulation, digestion protocol efficiency, and characterization of polymers with FTIR analysis in the guts of five fishes (Lethrinus nebulosus, Rastrelliger kanagurta, Acanthopagrus arabicus, Otolithes ruber, and Euryglossa orientalis) from the Karachi coastal area, Arabian Sea. A total of 1154 microplastics (MPs) were ingested by 29 out of 33 fish species (87%). The highest average MP/fish was recorded in Otolithes ruber (54) and the lowest in Rastrelliger kanagurta (19.42). Microfibers were the most abundant shape with the highest numbers (35.52%) as compared to the rest of the MPs identified. Transparent microfibers were recorded as the highest in numbers followed by red, black, blue, and green. In this study, KOH with different concentrations and exposure times along with oxidizing agent hydrogen peroxide was tested (Protocols 3 and 4). Results showed these bases were highly efficient in obtaining optimal digestion of the samples. FTIR analysis confirmed that the majority of the polymers found in the fish guts were polyethylene and polypropylene. This study validated for the first time the presence of these polymers of plastic in marine fish from Pakistan.

Em todo o mundo, o plástico tem entrado no sistema aquático e tem sido ingerido por organismos. A identificação, o método de digestão ideal e a caracterização dos polímeros para rastrear fontes são de crescente importância. Portanto, o presente trabalho investigou o acúmulo de microplásticos, a eficiência do protocolo de digestão e a caracterização de polímeros com análise de FTIR nos tratos digestivos de cinco peixes (Lethrinus nebulosus, Rastrelliger kanagurta, Acanthopagrus arabicus, Otolithes ruber e Euryglossa orientalis) do litoral de Karachi, no mar Arábico. Um total de 1154 microplásticos (MP) foram ingeridos por 29 das 33 espécies de peixes (87%) estudadas. A maior média MP/peixe foi registrada no Otolithes ruber (54), e a menor no Rastrelliger kanagurta (19,42). As microfibras foram a forma mais abundante e com os maiores números (35,52%), em comparação ao restante das MPs identificadas. As microfibras transparentes foram detectadas em maior número, seguidas por vermelho, preto, azul e verde. Neste estudo, o KOH foi testado em diferentes concentrações e tempos de exposição, juntamente com o agente oxidante peróxido de hidrogênio (Protocolos 3 e 4). Os resultados mostraram que essas bases foram altamente eficientes para a obtenção de digestão ideal das amostras. A análise de FTIR confirmou que a maioria dos polímeros encontrados nos tratos digestivos dos peixes eram polietileno e polipropileno. Este estudo validou pela primeira vez a presença desses polímeros de plástico em peixes marinhos do Paquistão.

Microplastics assessment in Arabian Sea fishes: accumulation, characterization, and method development.

Around the globe, plastic has been entering the aquatic system and is ingested by organisms. Identification, optimal digestion method, and characterization of the polymers to trace sources are of growing importance. Hence, the present work investigated microplastics accumulation, digestion protocol efficiency, and characterization of polymers with FTIR analysis in the guts of five fishes (Lethrinus nebulosus, Rastrelliger kanagurta, Acanthopagrus arabicus, Otolithes ruber, and Euryglossa orientalis) from the Karachi coastal area, Arabian Sea. A total of 1154 microplastics (MPs) were ingested by 29 out of 33 fish species (87%). The highest average MP/fish was recorded in Otolithes ruber (54) and the lowest in Rastrelliger kanagurta (19.42). Microfibers were the most abundant shape with the highest numbers (35.52%) as compared to the rest of the MPs identified. Transparent microfibers were recorded as the highest in numbers followed by red, black, blue, and green. In this study, KOH with different concentrations and exposure times along with oxidizing agent hydrogen peroxide was tested (Protocols 3 and 4). Results showed these bases were highly efficient in obtaining optimal digestion of the samples. FTIR analysis confirmed that the majority of the polymers found in the fish guts were polyethylene and polypropylene. This study validated for the first time the presence of these polymers of plastic in marine fish from Pakistan.

Distribution and abundance of dinoflagellates from the coastal waters of Karachi, Pakistan, northern part of the Arabian Sea / Distribuição e abundância de dinoflagelados nas águas costeiras de Karachi, Paquistão, parte norte do Mar da Arábia

The present study reports on seasonal and spatial variations in diversity, distribution and abundance of dinoflegellates and indicates the presence of HAB species in Pakistan waters. A total of 179 taxa, recorded in this study from offshore and near-shore waters, belong to 41 genera in 26 families and 10 orders. The high species count (149 species) was recorded from Manora Island offshore station (MI-1) and 105 spp, 109 spp and 115 spp were encountered from the Mubarak village offshore station (MV-1), Manora near shore station (MI-2) and Mubarak Village near-shore station (MV-2) respectively. Tripos furca was the dominant and frequently occurring species (> 1 x10³ to > 25 x10³ cells L-¹ from coastal and >1x 105 cells L-¹ from near-shore stations) in addition to less abundant Alexandrium catenella, Alexandrium sp., Alexandrium minutum, and Prorocentrum micans (>103 to 25x 10³cells/L). Another 44 species occurred in relatively low numbers (<10³ cell L-¹). Seventy species were found throughout the study period at all four stations. High number of species in three genera (Tripos (38), Protoperidinium (34) and Prorocentrum (20) was recorded. Potently toxic (16 genera 43 species) and HAB related (19 genera and 30 species) dinoflagellate taxa were also recorded. The percent contribution of dinoflagellates in total phytoplankton population generally remained below 20% except for a few instances. Manora Island stations had comparatively higher Shannon index and equitability and slightly lower dominance index. The PCA plot showed strong positive correlation among chlorophyll-a concentration, dissolved oxygen, total number of phytoplankton and dinoflagellates.(AU)

O presente estudo relata variações sazonais e espaciais na diversidade, na distribuição e na abundância de dinoflegelados e indica a presença de espécies de HAB nas águas do Paquistão. Um total de 179 táxons, registrados nesse estudo de águas offshore e próximas à costa, pertence a 41 gêneros em 26 famílias e 10 ordens. A alta contagem de espécies (149 espécies) foi registrada na estação offshore da Ilha de Manora (MI-1) e 105 spp., 109 spp. e 115 spp. foram encontrados na estação offshore da vila de Mubarak (MV-1), Manora perto da estação costeira (MI- 2) e estação próxima à costa da Vila de Mubarak (MV-2), respectivamente. Tripos furca foi a espécie dominante e de ocorrência frequente (> 1 x103 a > 25 x103 células L-1 da costa e > 1x 105 células Ll de estações próximas à costa), além de Alexandrium catenella menos abundante, Alexandrium sp., Alexandrium minutum e Prorocentrum micans (> 103 a 25x 103 células/L). Outras 44 espécies ocorreram em números relativamente baixos (< 103 células L-1). Setenta espécies foram encontradas durante o período de estudo em todas as quatro estações. Foi registrado um alto número de espécies em três gêneros (Tripos (38), Protoperidinium (34) e Prorocentrum (20). Potencialmente tóxicos (16 gêneros e 43 espécies) e HAB relacionados (19 gêneros e 30 espécies), táxons de dinoflagelados também foram registrados. A contribuição percentual de dinoflagelados na população fitoplanctônica total geralmente permaneceu abaixo de 20%, exceto em alguns casos. As estações da Ilha de Manora tinham índice de Shannon comparativamente mais alto e equitabilidade e índice de dominância ligeiramente mais baixos. O gráfico de PCA mostrou forte correlação positiva entre concentração de clorofila-a e oxigênio dissolvido, número total de fitoplânctons e dinoflagelados.(AU)

Distribution and abundance of dinoflagellates from the coastal waters of Karachi, Pakistan, northern part of the Arabian Sea / Distribuição e abundância de dinoflagelados nas águas costeiras de Karachi, Paquistão, parte norte do Mar da Arábia

The present study reports on seasonal and spatial variations in diversity, distribution and abundance of dinoflegellates and indicates the presence of HAB species in Pakistan waters. A total of 179 taxa, recorded in this study from offshore and near-shore waters, belong to 41 genera in 26 families and 10 orders. The high species count (149 species) was recorded from Manora Island offshore station (MI-1) and 105 spp, 109 spp and 115 spp were encountered from the Mubarak village offshore station (MV-1), Manora near shore station (MI-2) and Mubarak Village near-shore station (MV-2) respectively. Tripos furca was the dominant and frequently occurring species (> 1 x10³ to > 25 x10³ cells L-¹ from coastal and >1x 105 cells L-¹ from near-shore stations) in addition to less abundant Alexandrium catenella, Alexandrium sp., Alexandrium minutum, and Prorocentrum micans (>103 to 25x 10³cells/L). Another 44 species occurred in relatively low numbers (<10³ cell L-¹). Seventy species were found throughout the study period at all four stations. High number of species in three genera (Tripos (38), Protoperidinium (34) and Prorocentrum (20) was recorded. Potently toxic (16 genera 43 species) and HAB related (19 genera and 30 species) dinoflagellate taxa were also recorded. The percent contribution of dinoflagellates in total phytoplankton population generally remained below 20% except for a few instances. Manora Island stations had comparatively higher Shannon index and equitability and slightly lower dominance index. The PCA plot showed strong positive correlation among chlorophyll-a concentration, dissolved oxygen, total number of phytoplankton and dinoflagellates.

O presente estudo relata variações sazonais e espaciais na diversidade, na distribuição e na abundância de dinoflegelados e indica a presença de espécies de HAB nas águas do Paquistão. Um total de 179 táxons, registrados nesse estudo de águas offshore e próximas à costa, pertence a 41 gêneros em 26 famílias e 10 ordens. A alta contagem de espécies (149 espécies) foi registrada na estação offshore da Ilha de Manora (MI-1) e 105 spp., 109 spp. e 115 spp. foram encontrados na estação offshore da vila de Mubarak (MV-1), Manora perto da estação costeira (MI- 2) e estação próxima à costa da Vila de Mubarak (MV-2), respectivamente. Tripos furca foi a espécie dominante e de ocorrência frequente (> 1 x103 a > 25 x103 células L-1 da costa e > 1x 105 células Ll de estações próximas à costa), além de Alexandrium catenella menos abundante, Alexandrium sp., Alexandrium minutum e Prorocentrum micans (> 103 a 25x 103 células/L). Outras 44 espécies ocorreram em números relativamente baixos (< 103 células L-1). Setenta espécies foram encontradas durante o período de estudo em todas as quatro estações. Foi registrado um alto número de espécies em três gêneros (Tripos (38), Protoperidinium (34) e Prorocentrum (20). Potencialmente tóxicos (16 gêneros e 43 espécies) e HAB relacionados (19 gêneros e 30 espécies), táxons de dinoflagelados também foram registrados. A contribuição percentual de dinoflagelados na população fitoplanctônica total geralmente permaneceu abaixo de 20%, exceto em alguns casos. As estações da Ilha de Manora tinham índice de Shannon comparativamente mais alto e equitabilidade e índice de dominância ligeiramente mais baixos. O gráfico de PCA mostrou forte correlação positiva entre concentração de clorofila-a e oxigênio dissolvido, número total de fitoplânctons e dinoflagelados.

Distribution and abundance of dinoflagellates from the coastal waters of Karachi, Pakistan, northern part of the Arabian Sea

Abstract The present study reports on seasonal and spatial variations in diversity, distribution and abundance of dinoflegellates and indicates the presence of HAB species in Pakistan waters. A total of 179 taxa, recorded in this study from offshore and near-shore waters, belong to 41 genera in 26 families and 10 orders. The high species count (149 species) was recorded from Manora Island offshore station (MI-1) and 105 spp, 109 spp and 115 spp were encountered from the Mubarak village offshore station (MV-1), Manora near shore station (MI-2) and Mubarak Village near-shore station (MV-2) respectively. Tripos furca was the dominant and frequently occurring species (> 1 x103 to > 25 x103 cells L-1 from coastal and >1x 105 cells L-l from near-shore stations) in addition to less abundant Alexandrium catenella, Alexandrium sp., Alexandrium minutum, and Prorocentrum micans (>103 to 25x 103cells/L). Another 44 species occurred in relatively low numbers ( 103 cell L-l). Seventy species were found throughout the study period at all four stations. High number of species in three genera (Tripos (38), Protoperidinium (34) and Prorocentrum (20) was recorded. Potently toxic (16 genera 43 species) and HAB related (19 genera and 30 species) dinoflagellate taxa were also recorded. The percent contribution of dinoflagellates in total phytoplankton population generally remained below 20% except for a few instances. Manora Island stations had comparatively higher Shannon index and equitability and slightly lower dominance index. The PCA plot showed strong positive correlation among chlorophyll-a concentration, dissolved oxygen, total number of phytoplankton and dinoflagellates.

Resumo O presente estudo relata variações sazonais e espaciais na diversidade, na distribuição e na abundância de dinoflegelados e indica a presença de espécies de HAB nas águas do Paquistão. Um total de 179 táxons, registrados nesse estudo de águas offshore e próximas à costa, pertence a 41 gêneros em 26 famílias e 10 ordens. A alta contagem de espécies (149 espécies) foi registrada na estação offshore da Ilha de Manora (MI-1) e 105 spp., 109 spp. e 115 spp. foram encontrados na estação offshore da vila de Mubarak (MV-1), Manora perto da estação costeira (MI- 2) e estação próxima à costa da Vila de Mubarak (MV-2), respectivamente. Tripos furca foi a espécie dominante e de ocorrência frequente (> 1 x103 a > 25 x103 células L-1 da costa e > 1x 105 células Ll de estações próximas à costa), além de Alexandrium catenella menos abundante, Alexandrium sp., Alexandrium minutum e Prorocentrum micans (> 103 a 25x 103 células/L). Outras 44 espécies ocorreram em números relativamente baixos ( 103 células L-1). Setenta espécies foram encontradas durante o período de estudo em todas as quatro estações. Foi registrado um alto número de espécies em três gêneros (Tripos (38), Protoperidinium (34) e Prorocentrum (20). Potencialmente tóxicos (16 gêneros e 43 espécies) e HAB relacionados (19 gêneros e 30 espécies), táxons de dinoflagelados também foram registrados. A contribuição percentual de dinoflagelados na população fitoplanctônica total geralmente permaneceu abaixo de 20%, exceto em alguns casos. As estações da Ilha de Manora tinham índice de Shannon comparativamente mais alto e equitabilidade e índice de dominância ligeiramente mais baixos. O gráfico de PCA mostrou forte correlação positiva entre concentração de clorofila-a e oxigênio dissolvido, número total de fitoplânctons e dinoflagelados.

Distribution and abundance of dinoflagellates from the coastal waters of Karachi, Pakistan, northern part of the Arabian Sea / Distribuição e abundância de dinoflagelados nas águas costeiras de Karachi, Paquistão, parte norte do Mar da Arábia

The present study reports on seasonal and spatial variations in diversity, distribution and abundance of dinoflegellates and indicates the presence of HAB species in Pakistan waters. A total of 179 taxa, recorded in this study from offshore and near-shore waters, belong to 41 genera in 26 families and 10 orders. The high species count (149 species) was recorded from Manora Island offshore station (MI-1) and 105 spp, 109 spp and 115 spp were encountered from the Mubarak village offshore station (MV-1), Manora near shore station (MI-2) and Mubarak Village near-shore station (MV-2) respectively. Tripos furca was the dominant and frequently occurring species (> 1 x103 to > 25 x103 cells L-1 from coastal and >1x 105 cells L-l from near-shore stations) in addition to less abundant Alexandrium catenella, Alexandrium sp., Alexandrium minutum, and Prorocentrum micans (>103 to 25x 103cells/L). Another 44 species occurred in relatively low numbers (<103 cell L-l). Seventy species were found throughout the study period at all four stations. High number of species in three genera (Tripos (38), Protoperidinium (34) and Prorocentrum (20) was recorded. Potently toxic (16 genera 43 species) and HAB related (19 genera and 30 species) dinoflagellate taxa were also recorded. The percent contribution of dinoflagellates in total phytoplankton population generally remained below 20% except for a few instances. Manora Island stations had comparatively higher Shannon index and equitability and slightly lower dominance index. The PCA plot showed strong positive correlation among chlorophyll-a concentration, dissolved oxygen, total number of phytoplankton and dinoflagellates.

O presente estudo relata variações sazonais e espaciais na diversidade, na distribuição e na abundância de dinoflegelados e indica a presença de espécies de HAB nas águas do Paquistão. Um total de 179 táxons, registrados nesse estudo de águas offshore e próximas à costa, pertence a 41 gêneros em 26 famílias e 10 ordens. A alta contagem de espécies (149 espécies) foi registrada na estação offshore da Ilha de Manora (MI-1) e 105 spp., 109 spp. e 115 spp. foram encontrados na estação offshore da vila de Mubarak (MV-1), Manora perto da estação costeira (MI- 2) e estação próxima à costa da Vila de Mubarak (MV-2), respectivamente. Tripos furca foi a espécie dominante e de ocorrência frequente (> 1 x103 a > 25 x103 células L-1 da costa e > 1x 105 células Ll de estações próximas à costa), além de Alexandrium catenella menos abundante, Alexandrium sp., Alexandrium minutum e Prorocentrum micans (> 103 a 25x 103 células/L). Outras 44 espécies ocorreram em números relativamente baixos (< 103 células L-1). Setenta espécies foram encontradas durante o período de estudo em todas as quatro estações. Foi registrado um alto número de espécies em três gêneros (Tripos (38), Protoperidinium (34) e Prorocentrum (20). Potencialmente tóxicos (16 gêneros e 43 espécies) e HAB relacionados (19 gêneros e 30 espécies), táxons de dinoflagelados também foram registrados. A contribuição percentual de dinoflagelados na população fitoplanctônica total geralmente permaneceu abaixo de 20%, exceto em alguns casos. As estações da Ilha de Manora tinham índice de Shannon comparativamente mais alto e equitabilidade e índice de dominância ligeiramente mais baixos. O gráfico de PCA mostrou forte correlação positiva entre concentração de clorofila-a e oxigênio dissolvido, número total de fitoplânctons e dinoflagelados.

Distribution and abundance of dinoflagellates from the coastal waters of Karachi, Pakistan, northern part of the Arabian Sea.

The present study reports on seasonal and spatial variations in diversity, distribution and abundance of dinoflegellates and indicates the presence of HAB species in Pakistan waters. A total of 179 taxa, recorded in this study from offshore and near-shore waters, belong to 41 genera in 26 families and 10 orders. The high species count (149 species) was recorded from Manora Island offshore station (MI-1) and 105 spp, 109 spp and 115 spp were encountered from the Mubarak village offshore station (MV-1), Manora near shore station (MI-2) and Mubarak Village near-shore station (MV-2) respectively. Tripos furca was the dominant and frequently occurring species (> 1 x103 to > 25 x103 cells L-1 from coastal and >1x 105 cells L-l from near-shore stations) in addition to less abundant Alexandrium catenella, Alexandrium sp., Alexandrium minutum, and Prorocentrum micans (>103 to 25x 103cells/L). Another 44 species occurred in relatively low numbers (<103 cell L-l). Seventy species were found throughout the study period at all four stations. High number of species in three genera (Tripos (38), Protoperidinium (34) and Prorocentrum (20) was recorded. Potently toxic (16 genera 43 species) and HAB related (19 genera and 30 species) dinoflagellate taxa were also recorded. The percent contribution of dinoflagellates in total phytoplankton population generally remained below 20% except for a few instances. Manora Island stations had comparatively higher Shannon index and equitability and slightly lower dominance index. The PCA plot showed strong positive correlation among chlorophyll-a concentration, dissolved oxygen, total number of phytoplankton and dinoflagellates.