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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.
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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
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Os efeitos da ingestão e respiração
destas partículas são ainda
desconhecidos
29
Obrigada