Microplásticos estão vazando nuvens químicas invisíveis na água

A pesquisa, publicada em Novos contaminantesexaminou quatro tipos comuns de plástico e comparou os produtos químicos que eles liberavam com a matéria orgânica dissolvida que ocorre naturalmente e é encontrada em rios. Ao combinar modelagem cinética com espectroscopia de fluorescência, espectrometria de massa de alta resolução e análise infravermelha, a equipe mostrou que cada tipo de plástico libera sua própria mistura química única. Estas assinaturas químicas mudam à medida que a luz solar decompõe gradualmente as superfícies plásticas.

“Os microplásticos não poluem apenas os ambientes aquáticos como partículas visíveis. Eles também criam uma pluma química invisível que muda à medida que envelhecem”, disse o autor principal Jiunian Guan, da Northeast Normal University. “Nosso estudo mostra que a luz solar é o principal impulsionador desse processo e que as moléculas liberadas dos plásticos são muito diferentes daquelas produzidas naturalmente nos rios e solos”.

A luz solar acelera a liberação química de microplásticos

Para entender melhor como a luz afeta a degradação do plástico, os pesquisadores expuseram microplásticos de polietileno, tereftalato de polietileno, ácido polilático e adipato de polibutileno co-tereftalato à água em condições escuras e ultravioleta por até 96 horas. A exposição à luz solar aumentou drasticamente a quantidade de carbono orgânico dissolvido liberado por cada plástico testado. Os plásticos rotulados como biodegradáveis, incluindo o PLA e o PBAT, libertaram as maiores quantidades, reflectindo as suas estruturas químicas menos estáveis.

A modelagem cinética revelou que o processo de liberação seguiu um comportamento de ordem zero. Isso significa que a taxa foi controlada por limites físicos e químicos na superfície do plástico, e não pela quantidade de material já dissolvido na água. Sob luz ultravioleta, os pesquisadores identificaram a difusão do filme como o principal fator que retarda o processo de liberação.

Os plásticos liberam uma mistura complexa de compostos químicos

Análises químicas detalhadas mostraram que os MPs DOM contêm uma ampla gama de moléculas derivadas de aditivos plásticos, monômeros, oligômeros e fragmentos formados através de reações fotooxidadas. Plásticos com estruturas aromáticas, como PET e PBAT, geraram misturas químicas especialmente complexas.

À medida que os plásticos continuaram a sofrer desgaste, os pesquisadores observaram um aumento nos grupos funcionais contendo oxigênio. Essa mudança apontou para a formação de álcoois, carboxilatos, éteres e carbonilas. Aditivos químicos como ftalatos também foram detectados, o que se alinha com sua fixação relativamente fraca em materiais plásticos.

As medições de fluorescência revelaram outra diferença marcante. Os MPs DOM assemelhavam-se muito ao material orgânico produzido por micróbios, em vez de matéria orgânica proveniente de plantas terrestres e solos. Este padrão contrasta fortemente com a matéria orgânica dissolvida natural encontrada nos rios. Com o tempo, o equilíbrio de substâncias semelhantes a proteínas, ligninas e taninos mudou dependendo do tipo de plástico e do nível de exposição à luz solar.

Crescentes riscos ambientais decorrentes da poluição plástica invisível

As mudanças nas misturas químicas liberadas pelos microplásticos podem afetar os ecossistemas aquáticos de diversas maneiras. Os MPs DOM são em grande parte compostos de moléculas pequenas e biologicamente acessíveis que podem estimular ou suprimir o crescimento microbiano, interromper os ciclos de nutrientes ou interagir com metais e outros poluentes. Pesquisas anteriores mostraram que os MPs DOM podem produzir espécies reativas de oxigênio, influenciar a formação de subprodutos de desinfecção e alterar a forma como os poluentes se ligam às partículas na água.

“Nossas descobertas destacam a importância de considerar o ciclo de vida completo dos microplásticos na água, incluindo os produtos químicos invisíveis dissolvidos que eles liberam”, disse o co-autor Shiting Liu. “À medida que a produção global de plástico continua a aumentar, estes compostos dissolvidos podem ter uma importância ambiental crescente”.

Prevendo a futura química da poluição plástica

Como os MPs DOM são quimicamente complexos e estão em constante mudança, os pesquisadores sugerem que as ferramentas de aprendizado de máquina podem ajudar a prever como essas substâncias se comportam em águas naturais. Tais modelos poderiam melhorar as avaliações de riscos relacionados com a saúde dos ecossistemas, o transporte de poluentes e o ciclo do carbono.

Os autores salientam também que o fluxo de microplásticos para os rios e oceanos permanece em grande parte não regulamentado. À medida que os plásticos continuam a fragmentar-se e a degradar-se sob a luz solar, espera-se que a libertação de MPs DOM aumente. Compreender como estes produtos químicos evoluem ao longo das diferentes fases da decomposição do plástico será essencial para avaliar o seu impacto ambiental a longo prazo.