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Caracterização da degradação de microplásticos em ecossistemas marinhos fluminenses através de técnicas de isótopos estáveis, infravermelho e microscopia eletrônica de varredura
Summary
Researchers exposed polyethylene, polypropylene, and polystyrene microplastics to in situ marine conditions at two Brazilian coastal sites and in laboratory settings for up to 210 days, using FTIR, stable isotope analysis, and electron microscopy to show that carbonyl index and carbon isotope ratios shift together as degradation progresses, with biofilm formation and higher organic matter accelerating the process in more polluted environments.
Compreender o processo de degradação de microplásticos (MPs) - plásticos menores que 5 mm - é crucial para avaliar o impacto desses contaminantes emergentes em ambientes marinhos. Este estudo, em particular, avaliou a degradação de polietileno (PE), poli- propileno (PP) e poliestireno (PS) microplásticos expostos tanto a condições ambientais in situ quanto a três cenários de laboratório. Os MPs foram submetidos à degradação por 112 dias na Ilha de Cabo Frio em Arraial do Cabo e por 140 dias na Baía de Gua- nabara em Niterói (ambos localizados no RJ) a uma profundidade de 1 a 1,5 m. Isso permitiu uma comparação entre ambientes com diferentes níveis de eutrofização. Em um ambiente controlado, os MPs foram expostos por 210 dias em experimentos de labora- tório. Para avaliar a degradação dos MPs foram aplicadas as técnicas de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e Análise Elementar de Isótopos Estáveis com Espectrometria de Massa de Razão Isotópica (EA-IRMS). Esses métodos permitiram calcular índices de degradação e comparar mudanças nas estruturas de liga- ção química. Índices de ligação carbonila foram calculados usando picos de interesse nos espectros FTIR, que indicaram mudanças nas estruturas de ligações químicas (especifica- mente grupos carbonila, 1509 - 1780 cm −1 ). Além disso, um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) foi usado para avaliar mudanças morfológicas nos MPs. Os resultados de MEV indicaram um aumento na rugosidade da superfície dos polímeros, incluindo a aparência de sulcos. De acordo com análises de EA-IRMS, todas as amostras mostra- ram algum tipo de alteração dos valores isotópicos de carbono, com os δ 13 C diferindo dos iniciais. Notavelmente, no ambiente mais poluído, houve um aumento na formação de biofilme, o desenvolvimento de aglomerados de MP e uma maior presença de grupos carbonila, segundo os resultados de FTIR, esses fatores favoreceram a alteração dos δ 13 C para valores menos negativos. Em contraste, as mudanças nos índices de degradação em amostras expostas apenas à água ultrapura sugeriram que a hidrólise foi um fator mais significativo neste processo. Um resultado que foi possível correlacionando as técnicas de FTIR e EA-IRMS foi encontrar tendências para o PE e PP que relacionam o aumento do índice carbonila com o enriquecimento de 13 C.