Estrategias para el estudio de los microplásticos como vectores de contaminación metálica

Abstract

[Resumen]: Teniendo en cuenta el gran número de elementos metálicos incorporados en la fabricación de plásticos, a través de aditivos o catalizadores, así como la capacidad de los plásticos/microplásticos para incorporar metales del medio, el presente estudio se centra enevalu ar el comportamiento de microplásticos de PET como vectores de contaminación metálica en el medio marino, considerando tanto el material prístino como el reciclado, dada su creciente incorporación en el mercado. Para ello se estudia la adsorción metálica en los microplásticos de PET, prístino y reciclado, realizando ensayos de adsorción en agua de mar a diferentes niveles de concentración (desde 50 μg/L hasta 500 μg/L). Y se determina el contenido metálico de Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb y Sn al someter los microplásticos a una etapa de desorción o lixiviación en medio ácido (0,1 M HCl) mediante espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo. También se analizan los MPs después del proceso de adsorción para la determinación directa de Hg en el material sólido. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que metales empleados en la fabricación del PET virgen, como son el Sb y Sn, se lixivian en medio ácido diluido en concentraciones apreciables (86,83 μg/L y 6,01 μg/L, respectivamente) y en la etapa de reciclado disminuyen su contenido. Sin embargo, otros metales probablemente incorporados son al r-PET a lo largo del proceso de reciclado. Los ensayos de adsorción-desorción corroboran que todos los metales estudiados (Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb y Sn) se han adsorbido en los microplásticos de PET virgen y PET reciclado, independientemente del nivel de concentración presente en el agua de mar en la que estaban suspendidos. Y el porcentaje de adsorción se vio incrementado en el r- PET de manera notable para algunos metales, 40 % para el Cr, 25 % para el Pb, 15 % para el Cu, 6-8 % para el Hg y Fe. Por lo que se confirma que los microplásticos actúan como vectores de contaminantes metálicos, presentes en el propio material polimérico o incorporados durante su permanencia en los ecosistemas, por ejemplo, en el medio marino, y que podrán ser incorporados a la cadena trófica. Los materiales plásticos reciclados pueden incrementar este papel de los MPs siendo necesario profundizar en su conocimiento.

[Abstract]: Taking into account the large number of metallic elements incorporated in the manufacture of plastics, through additives or catalysts, as well as the ability of plastics / microplastics to incorporate metals from the environment, this study focuses on evaluating the behavior of microplastics from PET as vectors of metallic contamination in the marine environment, considering both pristine and recycled material, given its increasing incorporation into the market. To do this, metallic adsorption in pristine and recycled PET microplastics is studied, carrying out adsorption tests in seawater at different concentration levels (from 50 μg / L to 500 μg / L). And the metallic content of Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb and Sn is determined by subjecting the microplastics to a desorption or leaching stage in an acid medium (0.1 M HCl) by inductively coupled plasma mass spectrometry. The PMs are also analyzed after the adsorption process for the direct determination of Hg in the solid material. The results obtained show that metals used in the manufacture of virgin PET, such as Sb and Sn, are leached in dilute acid medium in appreciable concentrations (86.83 μg / L and 6.01 μg / L, respectively) and in the recycling stage they reduce their content. However, other metals likely incorporated are into r-PET throughout the recycling process. The adsorption-desorption assays corroborate that all the metals studied (Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb and Sn) have been adsorbed on the microplastics of virgin PET and recycled PET, regardless of the concentration level present in the seawater in which they were suspended. And the adsorption percentage was significantly increased in r-PET for some metals, 40% for Cr, 25% for Pb, 15% for Cu, 6-8% for Hg and Fe. Therefore, it is confirmed that microplastics act as vectors of metallic pollutants, present in the polymeric material itself or incorporated during its permanence in ecosystems, for example, in the marine environment, and that they may be incorporated into the trophic chain. Recycled plastic materials can increase this role of PMs, making it necessary to deepen their knowledge.