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¿Qué tan peligrosa es la contaminación de microplásticos?

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Después de que los primeros informes de contaminación microplástica en nuestros océanos y playas sonaran la alarma, la comunidad científica mundial intensificó su enfoque en esta área. Desde entonces, los investigadores han encontrado indicios de contaminación microplástica en todas partes, también en nuestros lagos y ríos, bebidas y suministros de alimentos. La Dra. Natalia Ivleva, investigadora de la Technische Universität München (TUM, Universidad Técnica de Munich), ha desarrollado nuevos métodos analíticos para la identificación y cuantificación de microplásticos. En esta entrevista, ella comparte sus últimos hallazgos.

Natalia Ivleva

La Dra. Natalia Ivleva, líder del grupo en el Instituto de Hidroquímica (IWC) de la Universidad Técnica de Munich (TUM), ha desarrollado nuevos métodos analíticos basados en microscopía Raman para la identificación y cuantificación de microplásticos.

¿Qué es exactamente el microplástico?

Según las definiciones actuales, el microplástico es cualquier pieza de plástico que mide 5 milímetros de tamaño hasta un micrómetro, es decir, una milésima de milímetro. Las partículas de plástico que son más pequeñas, desde un micrómetro hasta 100 nanómetros, se definen como sub-microplásticas. Las partículas por debajo de 100 nm se llaman nanoplásticos. Los estudios muestran que la mayoría de las partículas de plástico poseen tamaños en un rango de micrómetros más bajo.

Tanto los microplásticos como los nanoplásticos se forman generalmente por la descomposición de piezas de plástico más grandes, por ejemplo, desde bolsas de compra hasta el desgaste de los neumáticos de un automóvil o cuando lavamos un artículo de ropa de microfibra. Y dado que algunos fabricantes todavía están agregando microplásticos a los productos de cuidado personal como la pasta de dientes y exfoliantes, también son una fuente de contaminación microplástica.

¿Por qué tenemos que estar preocupados por la contaminación microplástica?

En realidad, aún no está del todo claro cuán peligrosos son los microplásticos para los organismos vivos. Lo que se sabe: los organismos acuáticos y otras especies, incluidos los humanos, pueden absorber partículas microplásticas. Pero eso solo no prueba la toxicidad. Sin embargo, también hemos comprobado que las partículas de menor tamaño podrían tener la capacidad de ser absorbidas en ciertos tipos de tejido corporal en organismos acuáticos.

Cada año, los humanos producen alrededor de 400 millones de toneladas de plástico en todo el mundo. Una proporción significativa de este plástico termina en el medio ambiente como basura, y la mayoría de los tipos de plástico tardan varios cientos de años en degradarse completamente.

¿El resultado? En las próximas décadas, probablemente enfrentaremos un aumento masivo en la cantidad de contaminación microplástica en el medio ambiente. Todos sabemos que incluso las sustancias inertes y no tóxicas pueden tener efectos imprevistos una vez que alcanzan un cierto nivel de concentración en el medio ambiente.

¿Por qué no sabemos más sobre los efectos de la contaminación microplástica?

Al principio, cuando los investigadores se dieron cuenta por primera vez de que el microplástico entraba en el medio ambiente como resultado de la actividad humana, se utilizaron métodos ópticos para distinguir el plástico de otras partículas en una muestra determinada. Desafortunadamente, este método no es muy confiable. Cuando estás mirando una partícula que es más pequeña de un milímetro de tamaño, es difícil discernir si es un grano de arena o un pedazo de plástico. Se ven muy similares en ese tamaño.

Un buen ejemplo de esto: bajo los auspicios del proyecto de investigación “MiWa“, financiado por el Bundesministerium für Bildung und Forschung.(BMBF, Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación), hicimos un análisis químico de alrededor de 3 mil partículas de una muestra de agua tomada del río elba. Comprobamos que solo una de cada mil partículas en la muestra era en realidad de plástico.

Junto con la piedra caliza y otras partículas minerales, la muestra de agua también contenía una gran cantidad de material orgánico. Es por eso que es de suma importancia desarrollar métodos de análisis confiables y estandarizados; de lo contrario, no hay manera de comparar diferentes valores de muestra entre sí.

Quiero enfatizar aquí que estamos hablando de concentraciones extremadamente bajas de microplásticos en las muestras que hemos analizado, las cuales esperaríamos tendrían un efecto correspondientemente pequeño en la salud de un organismo vivo. En algunos experimentos que probaron concentraciones altas de microplásticos, se han medido los efectos negativos, mientras que en otros no se han encontrado efectos negativos.

Esta investigación aún se encuentra en su infancia, lo que no significa que debamos adoptar un enfoque de “esperar y observar“. Si consideramos la lenta tasa de degradación del plástico, es una prioridad urgente para nosotros encontrar estrategias para ir reduciendo la cantidad de residuos plásticos que estamos produciendo en primer lugar.

¿Qué métodos se están utilizando para detectar e identificar partículas microplásticas?

Dependiendo de las preguntas que haga, hay varios métodos diferentes que se están empleando actualmente para analizar muestras de microplástico. Por ejemplo, el análisis térmico combinado con cromatografía de gases y espectrometría de masas se emplea para determinar la cantidad y los tipos de partículas de plástico y aditivos que pueden estar presentes. Pero estos métodos no pueden usarse para determinar los tamaños de partículas.

Imagen microscópica de una pulga de agua (Daphnia magna) y análisis microscópico Raman de un segmento (marco verde en la imagen izquierda) en el intestino del animal. Las áreas de color magenta en la imagen de la derecha muestran partículas de PVC ingeridas por el animal.

Imagen microscópica de una pulga de agua (Daphnia magna) y análisis microscópico Raman de un segmento (marco verde en la imagen izquierda) en el intestino del animal. Las áreas de color magenta en la imagen de la derecha muestran partículas de PVC ingeridas por el animal.

Los métodos espectroscópicos se pueden usar para determinar tanto la huella dactilar química como el tamaño y la forma de las partículas microplásticas. Y la micro espectroscopia infrarroja se puede usar incluso para analizar partículas de forma automática hasta el tamaño de 20 micrómetros.

En el Instituto de Hidroquímica TUM, empleamos predominantemente el análisis microscópico Raman en nuestra investigación. Raman es un método espectroscópico no destructivo que permite realizar tanto un análisis de espectro de firma como facilitar una identificación confiable de partículas. Usando este método, podemos determinar si una partícula está hecha de polímeros sintéticos, o si es una sustancia natural como la celulosa o el cuarzo.

Además, este método nos permite determinar con precisión el tipo de plástico en una muestra. Y si combinamos la potencia de un espectrómetro Raman con un microscopio óptico normal, podemos analizar partículas de un micrómetro o incluso más pequeñas. El resultado: tenemos la capacidad de definir claramente el número de partículas, el rango de tamaños de partículas y los tipos de polímeros de los microplásticos en cualquier muestra dada.

Hemos podido confirmar la presencia de partículas microplásticas en el tracto digestivo de las pulgas de agua. Además, en un proyecto financiado por el Ministerio de Medio Ambiente y Protección del Consumidor del Estado de Baviera, encontramos que los mejillones ingieren partículas especialmente pequeñas partículas microplásticas, depósitos que hemos encontrado en todo su cuerpo.

¿Cuáles son los próximos pasos en su investigación?

Para desarrollar conclusiones representativas y estadísticamente confiables sobre el nivel de contaminación microplástica en cualquier muestra, necesitaremos analizar una gran cantidad de partículas por muestra. Es por eso que actualmente también estamos trabajando en la automatización de los métodos basados ​​en Raman en el proyecto “MiPAq“, que está siendo financiado por la Bavarian Research Foundation (por sus siglas BFS, Fundación de Investigación de Baviera).

A medida que las partículas de plástico se degradan a tamaños cada vez más pequeños en el ambiente, presentan un potencial cada vez mayor de toxicidad ambiental. Es por eso que nuestro instituto está colaborando con otros miembros TUM para desarrollar métodos más precisos para analizar partículas muy pequeñas dentro del proyecto “SubμTrack” financiado por el BMBF.

Primero, deberemos recopilar suficientes resultados de muestras comparables, utilizando métodos de análisis estandarizados, que nos mostrarán cuánta cantidad de microplásticos o nanoplásticos está realmente presente en cualquier muestra. Solo entonces podemos comenzar a analizar los efectos negativos que pueden ser causados ​​por un cierto nivel de contaminación microplástica o nanoplástica en el medio ambiente, o en humanos y otras especies. También será necesario que los investigadores determinen qué tipos, tamaños de partículas y formas, y especialmente qué concentraciones de microplásticos y nanoplásticos, tienen qué efectos tóxicos.

¿Recomendaría que prohibamos toda la producción de plástico en el futuro?

Absolutamente no, el plástico es un material increíblemente versátil y tiene muchas ventajas sobre otros materiales. Dicho esto, es de suma importancia para nosotros reducir drásticamente la cantidad de plástico que estamos introduciendo en el medio ambiente. Y no son solo las empresas que fabrican plástico las que deben cargar con toda carga y responsabilidad de esto, sino que también nos corresponde a nosotros como consumidores ser más responsables en la forma en que usamos, reutilizamos, reciclamos y desechamos el plástico en el futuro.

Referencias

  1. ,,,; Methods for the analysis of submicrometer- and nanoplastic particles in the environment; Trends in Analytical Chemistry 2019; DOI: 10.1016/j.trac.2018.12.014; Disponible en el URL : ; Consultado el 11/01/2019
  2. ,,,,,; Raman microspectroscopy as a tool for microplastic particle analysis; Trends in Analytical Chemistry; 2018, 109 214-226; DOI: 10.1016/j.trac.2018.10.010; Disponible en el URL :
  3. ,,,,,,,; Raman microspectroscopic identification of microplastic particles in freshwater bivalves (Unio pictorum) exposed to sewage treatment plant effluents under different exposure scenarios; Environmental Science and Pollution Research; DOI: 10.1007/s11356-018-3609-3; Disponible en el URL : ; Consultado el 11/01/2019
  4. ,; Mikroplastik in aquatischen Ökosystemen; Angewandte Chemie; 2016,128, 2-23; DOI: 10.1002/ange.201606957; Disponible en el URL : ; Consultado el 11/01/2019
Créditos de las imágenes Uli Benz | TUM y H. Imhof and P. Anger | TUM


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