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Jun 06, 2023

Uma abordagem analítica avançada para avaliar o longo

npj Materials Degradation volume 7, Artigo número: 59 (2023) Citar este artigo 668 Acessos Detalhes de métricas Determinar os perigos representados por microplásticos (MPs, <5 mm) requer uma compreensão de

npj Degradação de materiais volume 7, número do artigo: 59 (2023) Citar este artigo

668 acessos

Detalhes das métricas

Determinar os perigos representados pelos microplásticos (MPs, <5 mm) requer uma compreensão dos processos de degradação do plástico quando expostos às forças climáticas ambientais. No entanto, apesar dos riscos percebidos, existe informação limitada sobre a progressão natural dos microplásticos em ambientes marinhos. Nossas descobertas de condições ambientalmente realistas revelam que o desgaste marinho de longo prazo resultou em degradação significativa de superfícies plásticas e fases a granel, que variaram de acordo com o tempo e o tipo de polímero plástico. Os plásticos exibiram bioincrustação e uma morfologia de superfície, estabilidade térmica e assinatura química alteradas. Micronanoplásticos secundários (MNPs, <1 µm) foram formados a partir de superfícies plásticas desgastadas, apoiados por uma redução significativa no tamanho dos pellets de PCL e PVC. Utilizando dados do mundo real, revelamos que as superfícies plásticas podem degradar-se a uma taxa de até 469,73 µm por ano, 12 vezes mais do que as estimativas anteriores. Nossos dados de séries temporais contribuem com informações valiosas para o desenvolvimento de estruturas de avaliação de risco específicas para plásticos e futuras políticas para plásticos.

Os plásticos são poluentes ambientais prolíficos, estimando-se que 79% de todos os resíduos de plástico vão para aterros sanitários e para o ambiente1, emergindo como um contaminante de preocupação crescente. Ao ritmo atual de consumo global de plástico, estima-se que a massa de plásticos marinhos triplique, passando de 50 milhões de toneladas (TM) em 2015 para 150 TM em 20252,3, tendo implicações significativas para a saúde e o funcionamento dos ecossistemas dos ambientes marinhos. Ao entrar no meio ambiente, o plástico é continuamente submetido a forças climáticas, gerando microplásticos (MPs, <5 mm de tamanho) e subprodutos potencialmente tóxicos do processo de degradação do plástico4. Os plásticos interagem continuamente com o seu entorno, levando à transformação das superfícies expostas, ao mesmo tempo que potencializam os seus efeitos tóxicos. Fatores ambientais como calor, umidade, radiação ultravioleta (UV), ozônio, forças mecânicas, produtos químicos e microorganismos contribuem para a degradação do plástico. Embora as condições necessárias para a mineralização completa dos plásticos em compostos não tóxicos sejam improváveis ​​ou naturalmente lentas4,5, a meteorização é um dos processos mais críticos que afectam o destino dos plásticos marinhos e ainda não foi compreendido. A degradação do plástico ocorre várias ordens de grandeza mais lentamente no ambiente marinho do que nos ambientes terrestres, devido às temperaturas mais baixas e à intensidade UV na superfície do mar5. Aqui, os plásticos estão em constante contato com água, compostos químicos e biológicos dissolvidos e micróbios, que podem atuar como catalisadores do processo de degradação6.

O conhecimento atual sobre plásticos desgastados é gerado principalmente através de simulações de envelhecimento e observações de plásticos coletados em campo, que carecem das informações necessárias em escala de tempo. Estudos de envelhecimento artificial fornecem evidências dos impactos dos processos de intemperismo, incluindo descamação, fissuras e alterações na rugosidade da superfície7, bem como a libertação de partículas microscópicas de plástico8. Apenas alguns estudos exploraram o comportamento natural dos materiais plásticos9,10,11, no entanto a maioria é limitada no seu âmbito, concentrando-se em poucos tipos de polímeros plásticos e/ou prazos relativamente curtos. Na ausência de ferramentas analíticas avançadas, estudos anteriores não conseguiram caracterizar completamente o comportamento meteorológico dos plásticos ambientais, impedindo uma compreensão aprofundada do seu risco ambiental. Mudanças nas propriedades superficiais, incluindo hidrofobicidade/hidrofilicidade, carga superficial e rugosidade, podem afetar a adsorção de contaminantes químicos, as interações com colóides naturais e a presença de biofilmes microbianos . Ao mesmo tempo, as propriedades de volume dos plásticos (por exemplo, grau de cristalinidade, difusividade e estrutura molecular) podem influenciar profundamente a estabilidade mecânica das partículas plásticas e os processos químicos de adsorção-dessorção .