Microplásticos

Renata Prussak Gabardo

Orientador: Prof Dr Patrício Peralta Zamora

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA

Curitiba, 20 de agosto de 2019

Estabelecimento de Métodos

de Extração para Determinação de

Micropoluentes em Águas Naturais.

Conclusão Graduação.

Início Mestrado Ciência e

Tecnologia Ambiental

Conclusão Mestrado

Início Doutorado

Pesquisa etanol de 2ª geração –

resíduos agroflorestais

2010 Início

Graduação.

2019 2018

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

PR

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

PR2011

2015-2016

História e evolução do plástico

1900 1930 1938 - 1950 1960 - 1980 1990 - 2000

Surge o

Baquelite, em

substituição ao

marfim, cascos

e chifres

bovinos.

1° plástico

sintético

Produção de

poliestireno,

polímeros acrílicos

e policloreto de

vinila

Petróleo

Novos

plásticos

Uso na indústria

têxtil

Menor custo

Mais fáceis de

lavar

Não passar

Nylon, Lycra

e Poliéster

Versatilidade e

baixo peso

Brinquedos

Música - Vinil

Corrida

espacial

Reduz consumo

de combustível

Aumenta

consumo em

supermercados

RECICLAGEM.

Automóveis

2001- Atual

Polímero a

prova de bala

Células solares

Avião Impulse

Era do

plástico

3

http://www.abiplast.org.br/wp-content/uploads/2019/03/Perfil-2017.pdf

1909

Composição e uso

4

Produção de plásticos no mundo e Europa 2001 – 2013

Fonte: http://www.sinborsul.com.br/acervo/sinborsul-acervo-1476216357.pdf

https://www.plasticseurope.org/application/files/1715/2111/1527/Plastics_the_facts_2017_FINAL_for_website.pdf

5

2013 – 2016 36 milhões de t

Média 12 milhões/ano

Comparação do nível de renda dos países por quilo de resíduo plástico gerado

por pessoa, resíduos plásticos não administrados em risco de poluição e os

índices de reciclagem do plástico (2016)

Visão aprofundada de 1 quilo de resíduo plástico em diferentes países

6

Solucionar a Poluição Plástica: Transparência e Responsabilização(WWF,2019)

Consequências

7 https://centraldolixo.com.br/protegendo-o-meio-ambiente; https://revistabioika.org/pt/econoticias/post?id=10; https://www.revistave

rsar.com.br/vire-a-mare-contra-o-plastico/

Tamanho máximo da partícula 5 mm

Problema: Altera algumas partes do oceano prejudicando o

equilíbrio dos ecossistemas

Clark,J. R. et al; Front Ecol Environ 2016; 14(6): 317–324

ORIGEM

Fabricação Direta Fragmentação

MP primário MP secundário

8

Microplásticos

Aporte dos microplásticos

ETE Rio

LODO Agricultura

Fragmentação Rios e

Mares

9

Nanoplásticos – 1 -100 nm

Tamanho Densidade Abundância Cor

Clark,J. R. et al; Front Ecol Environ 2016; 14(6): 317–324 / Wright, S.I. ei at; Environ Pollut ion 2013; 178: 483–492

10

Efeitos nos organismos

Clark,J. R. et al; Front Ecol Environ 2016; 14(6): 317–324

Sá, LC de. et al; Sci ence of the Total Environment 645 (2018) 1029–1039

Bioacumulação: não digerem = acumulação no trato

digestivo e intestinal

BIOMAGNIFICAÇÃO

http://n

utr

opic

a.c

om

.br/

blo

g/p

ost/26

Intoxicação por POPs:

- disfunções hormonais,

- imunológicas,

- neurológicas e

- reprodutivas.

Podem conter BISFENOL

- Disruptor endócrino

interfere no equilíbrio

hormonal dos organismos

-pode causar câncer

11

PET ou PVC que são metalizadas com

alumínio e tingidas com diversas cores

Clark,J. R. et al; Front Ecol Environ 2016; 14(6): 317–324

Sá, LC de. et al; Sci ence of the Total Environment 645 (2018) 1029–1039

MICROPLÁSTICO

Permitindo que acumulem

contaminantes ambientais,

incluindo hidrocarbonetos poli

cíclicos aromáticos (PAHs),

bifenilas policloradas (PCBs),

DDT(pesticida) ou metais

Pb2+

Hg2+

Ni2+

Cd2+

Antraceno

Hidrofóbico

área superficial

12

PO’s ligam- se preferencialmente a

MP’s como resultado da maior área

superficial em relação ao volume destes

Utilização como dispositivos de amostragem passiva para estimar as

concentrações de POPs na água, no sedimento e na biota.

Dispositivos de PE, PVC e PP de baixa e alta densidade têm sido

empregados como amostradores passivos devido à sua capacidade de

concentrar contaminantes hidrofóbicos da água ou dos sedimentos.

13

Anel de aço

inoxidável

Membrana de PES

Fase Receptora

PES - polietersulfona

Anderson, J. C. et al; Environmental Pollution 218 (2016) 269 - 280

BERTON, A. Amostragem instantânea e passiva na análise de pesticidas em água de nascente do alto Rio São

Lourenço em Campo Verde - MT. Universidade Federal do Mato Grosso, 20197

Aplicações

Desafios da Detecção e Monitoramento

Capturar as

partículas de

plástico –água

ou sedimento

Amostragem Retirar

fragmentos de

outras

partículas

presentes na

amostra

Identificar os

diferentes tipos

de plástico

- dificuldade:

descoloração

Identificação

Separação

https://www-sciencedirect.ez48.p

eriodicos.capes.gov.br/science/a

rticle/pii/S0043135415000858#s

ec3

Eerkes-Medrano, D. et al; Water Research 75 (2015) 63-82

14

06 de setembro de 2017

https://www.theguardian.com/environment/2017/sep/06/plastic-fibres-found-tap-water-around-world-study-reveals

15

12 de agosto de 2019

14 de agosto de 2019

Amostra de água da chuva

Poluição por nitrogênio

Análise por microscópio

Solo e minerais Fibras plásticas

https://www.theguardian.com/environment/2019/aug/14/microplastics-found-at-profuse-levels-in-snow-from-arctic-to-alps-contamination

Descoberta da poluição na queda de neve do Ártico para os Alpes leva a exigir

pesquisas urgentes sobre potenciais impactos na saúde humana

https://www.theguardian.com/us-news/2019/aug/12/raining-plastic-colorado-usgs-microplastics

16

. Para testar nossa hipótese, coletamos 15 marcas de sais marinhos, s

ais de lago e sais de rocha / poço de supermercados em toda a China

. O conteúdo dos microplásticos foi de 550-681 partículas / kg em sais

do mar, 43–364 partículas / kg em sais de lagos e 7–204 partículas / kg

em sais de rocha / poço. Nos sais do mar, fragmentos e fibras foram os

tipos de partículas predominantes em comparação com pelotas e folha

s. Microplásticos medindo menos de 200 μm representaram a maioria

das partículas, representando 55% do total de microplásticos, e os mic

roplásticos mais comuns foram o polietileno tereftalato, seguido por pol

ietileno e celofane em sais marinhos. A abundância de microplásticos n

os sais do mar foi significativamente maior do que em sais de lago e sa

is de rocha / poço. Este resultado indica que os produtos do mar, como

os sais do mar, estão contaminados por microplásticos. Tanto quanto é

do nosso conhecimento, este é o primeiro relatório sobre a poluição po

r microplásticos em produtos marinhos abióticos.

Microplásticos encontrados em mares de todo o mundo

Microplásticos foram detectados em uma grande variedade de organismos

marinhos, como mexilhões e peixes

Microplásticos no sal??

Monitorar a presença de

contaminantes nos sais vendidos 17

AMOSTRAGEM

15 marcas - supermercados

Sal Marinho Sal Mineral

Sal Água

Doce

18

Sal Marinho Sal Água Doce Sal Mineral

Filt

ro d

e p

ape

l S

obre

na

dante

P

recip

itado

Barra

de e

scala

= 1

0 m

m (A

– C

) ou 0

,2 m

m (D

– I).

19

Abundância (partículas / kg)

Maior presença em

sais marinhos

Sal Marinho Sal Água Doce Sal Mineral

Não houve diferença significativa

entre marcas

3 x

7 x

20

Tipos de microplásticos (%)

Sal Marinho Sal Água Doce Sal Mineral

Fragmentos irregulares

Fibras

Pellet

Pellets e folhas representaram menos de 6% do número total de

microplásticos em cada um dos três tipos de sais

A composição dos tipos de microplásticos

variou entre diferentes marcas

21

Os tamanhos das partículas microplásticas variaram de 45 μm a 4,3 mm

em todos os sais de mesa.

Tamanho de partícula (%) Sal Marinho Sal Água Doce Sal Mineral

Os microplásticos medindo

menos de 200 μm

representam 55%

Microplásticos> 1 mm

de tamanho atingiu 28,6%

Microplásticos> 1 mm

de tamanho 20,8%

22

O Risco dos Microplásticos nos Sais

Marinhos para a Saúde Humana

Microplásticos – Poluente difuso – Presente no ambiente marinho de todo

o mundo

Segundo a OMS, um adulto deve consumir 5 g de sal /dia

~1000 partículas de microplástico/ano

Os microplásticos são uma ameaça particular aos organismos devido

ao seu pequeno tamanho e sua capacidade de absorver poluentes

orgânicos persistentes. 23

Interações entre microplásticos e

espécies metálicas

Atualmente existem muitos estudos com os MPs em ambiente

marinho - interação com poluentes orgânicos ou relacionados

com a exposição dos MPs a organismos vivos

Grupo de Química Ambiental

-GQA

Necessidade de se aprofundar o conhecimento químico

metais-microplásticos-organismos

Interações entre MPs e íons metálicos Cd2+,

Cu2+, Pb2+ e Zn2+ em ambientes aquáticos

STIVAL, J. Interações entre microplásticos e espécies metálicas em ambientes aquáticos. Universidade Federal do

Paraná, 2019. 24

Interações entre microplásticos e

espécies metálicas

Polietileno

IMPERFEIÇÕES

FÍSICAS QUÍMICAS

Desvios conformacionais

Densidade

Ligações insaturadas

Impurezas

Produtos de reação

Aumentam a reatividade da superfície do

polietileno e outros polímeros frente aos

contaminantes expostos a eles.

STIVAL, J. Interações entre microplásticos e espécies metálicas em ambientes aquáticos. Universidade Federal do

Paraná, 2019.

25

Estrutura dos Microplásticos

IMAGENS DE MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA DOS MP

ÍNTEGROS OBTIDAS COM AUXÍLIO MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE

VARREDURA COM MAGNIFICAÇÕES DE ATÉ 300 kX

(A) imagem com magnificação 100x da superfície externa do MP integro e

(B) imagem com magnificação 100x da superfície interna do MP integro.

STIVAL, J. Interações entre microplásticos e espécies metálicas em ambientes aquáticos. Universidade Federal do

Paraná, 2019. 26

IMAGENS DE MICROSCOPIA ELETRÔNICO DE VARREDURA DOS MP

FRAGMENTADOS OBTIDAS COM AUXÍLIO MICROSCÓPIO ELETRÔNICO

DE VARREDURA COM MAGNIFICAÇÕES DE ATÉ 300 kX.

Aumento da área superficial a possibilidade de interações entre os microplásticos

e metais deve aumentar

Estrutura dos Microplásticos

STIVAL, J. Interações entre microplásticos e espécies metálicas em ambientes aquáticos. Universidade Federal do

Paraná, 2019.

27

Considerações finais

Seria possível remover todo o plástico/ microplástico

já presente no ambiente?

Por quanto tempo ele continuaria a circular pelo

sistema???

https://www.theguardian.com/us-news/2019/aug/12/raining-plastic-colorado-usgs-microplastics

28

Os efeitos da ingestão e respiração

destas partículas são ainda

desconhecidos

29

Obrigada