Los polímeros biodegradables de base biológica pueden aumentar la absorción de mercurio del entorno marino
Los polímeros de base biológica, diseñados para usarse en lugar de plásticos de origen fósil, están creciendo en uso en todo el mundo.
Dado que la basura plástica en el medio ambiente es motivo de gran preocupación, los efectos de los plásticos biodegradables de base biológica tirados a la basura en los hábitats acuáticos pueden verse amplificados por su capacidad de interactuar con el mercurio (Hg). Este estudio buscó comprender mejor cómo el envejecimiento ultravioleta (UV) afecta los polímeros de base biológica en el agua y si, como resultado, aumenta la cantidad de mercurio que se puede adherir a estos polímeros.
El mercurio es un metal neurotóxico, que persiste en el ambiente marino. Los niveles de mercurio se han triplicado en comparación con hace 150 años, y es probable que el aumento se deba a actividades relacionadas con el hombre, como la extracción de oro artesanal a pequeña escala y la quema de combustibles fósiles. El mercurio tiene una alta afinidad (es decir, la fuerza por la cual dos o más moléculas interactúan o se unen) con materiales biológicos como la cáscara de banana o la cáscara de arroz (o biorremediadores). Dado que los polímeros de base biológica tienen estructuras químicas similares a las de los biorremediadores, existe una preocupación adicional sobre las fugas no intencionales cuando ingresan a ecosistemas acuáticos altamente contaminados.
En la actualidad, tanto los polímeros de base biológica, derivados de biomasa, como los derivados de combustibles fósiles pueden ser biodegradables dependiendo de su composición específica. Sin embargo, como se establece en la Comunicación sobre plásticos biobasados, biodegradables y compostables COM (2022) 682, recientemente adoptada, “para que eso [una biodegradación completa del plástico] suceda, además de las características del material plástico, las condiciones adecuadas en el un entorno receptor y tiempo suficiente son necesarias. Esta es la razón por la que la biodegradación plástica debe considerarse no solo en términos de propiedades del material, sino sobre todo en términos de una ‘propiedad del sistema’ donde los factores relacionados con el material y los relacionados con el medio ambiente son igualmente importantes.”. Cuando un polímero plástico de base biológica se descompone, forma partículas de plástico de base biológica micro y nano, similares a los micro y nanoplásticos de origen fósil. Puede ser que la capacidad de los plásticos de base biológica micro y nano para retener micro contaminantes en la superficie aumente con un tamaño más pequeño, como ocurre con las partículas de plástico de origen fósil.
Este estudio es el primero en investigar si los polímeros biodegradables y de base biológica envejecidos con UV experimentan cambios estructurales que aumentan su capacidad para unir mercurio en altas concentraciones en ambientes acuáticos. Comprender cómo se degrada el plástico biodegradable de base biológica y cualquier potencial que tenga para unir mercurio es importante para comprender la posible bioacumulación de mercurio en la cadena alimentaria. Esto podría suceder cuando el plástico de base biológica se arroja como basura al medio ambiente y las micropartículas y nanopartículas de plástico de base biológica que han absorbido mercurio en agua altamente contaminada son ingeridas por animales, lo que les permite ingresar a la cadena alimentaria.
La biodegradación segura de plásticos de base biológica, biodegradables y compostables es una prioridad para la Comisión Europea, que recientemente adoptó un marco de políticas sobre plásticos biodegradables, compostables y de base biológica: estipular que los aditivos utilizados para fabricar plásticos biodegradables o compostables deben biodegradarse de manera segura. Los investigadores expusieron cuadrados de polietileno y un polímero de base biológica disponible en el mercado compuesto por una mezcla de almidón y poliéster a la luz ultravioleta y al agua, que es biodegradable, utilizando un equipo de prueba de envejecimiento acelerado. Utilizaron dos tipos de radiación ultravioleta en dos lotes diferentes de muestras: uno que imitaba la luz del sol al mediodía y el otro una lámpara UVB que reproducía las últimas etapas de descomposición. Obtuvieron perfiles químicos de los polímeros de base biológica y las muestras de polietileno utilizando equipos de espectroscopia de luz.
Los investigadores probaron dos concentraciones de mercurio en agua salada: una es la concentración máxima de mercurio permitida en las descargas de aguas residuales en Portugal (50 microgramos (μg L -1)) y la otra es más baja (5 μg L -1 ) .Los investigadores sumergieron muestras de polietileno y plástico de base biológica envejecido en las soluciones de mercurio y tomaron alícuotas (porciones exactas de una muestra tomada para análisis químico) de las soluciones en el transcurso de 48 horas, anotando la cantidad de mercurio eliminado del líquido.
Los investigadores notaron un mayor cambio en la microestructura y las propiedades fisicoquímicas y mecánicas del polímero de base biológica después de la intemperie UV que en la muestra de polietileno. El polímero biodegradable de base biológica envejecido con UV eliminó mucho más mercurio del agua de mar sintética con una alta concentración de mercurio (50 μg L -1 ) – 82 % – que la muestra original de plástico de base biológica (26 %), a diferencia del polietileno, donde no hubo gran cantidad de mercurio. se notó la diferencia. El polietileno en 50 μg L -1 de mercuriola solución de agua salada solo eliminó el 14% del mercurio.
Estos resultados destacan que el plástico de base biológica envejecido por UV puede unir y concentrar rápidamente los iones de mercurio que se encuentran en un entorno marino altamente contaminado. Esto podría hacer que los polímeros biodegradables de base biológica degradados actúen como material portador de mercurio en los organismos marinos cuando es ingerido. Esto podría conducir a la bioacumulación de mercurio en sus cuerpos.
Este estudio ofrece nuevos conocimientos sobre los riesgos ambientales potenciales asociados con la descomposición de algunos tipos de polímeros biodegradables de base biológica en el medio ambiente marino. Sugiere guías de investigación para diseñar plásticos biodegradables de base biológica que no concentren mercurio.
Fuente:
Pinto, J., Dias, M., Amaral, J., Ivanov, M., Paixão, JA, Coimbra, MA, Ferreira, P., Pereira, E. y Gonçalves, I., (2022) Influencia de la degradación UV de bioplásticos en la amplificación de la biodisponibilidad de mercurio en ambientes acuáticos. Boletín de Contaminación Marina, 180: 113806. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113806
Para citar este artículo/servicio:
“ Science for Environment Policy ”: Comisión Europea DG Environment News Alert Service, editado por la Unidad de Comunicación Científica, Universidad del Oeste de Inglaterra, Bristol.
Notas sobre el contenido:
Los contenidos y puntos de vista incluidos en Science for Environment Policy se basan en investigaciones independientes revisadas por pares y no reflejan necesariamente la posición de la Comisión Europea. Tenga en cuenta que este artículo es un resumen de un solo estudio. Otros estudios pueden llegar a otras conclusiones.
Detalles
Fecha de publicación
29 marzo 2023
Autor
Dirección General de Medio Ambiente
Boletín de Medio Ambiente de la UE