Microplásticos y Contaminación Acuática

William Ricardo Quiroa Hernández
Laboratorio Ecosistemas Proyectos Ambientales S.A.

Los plásticos están en todos lados, en cualquier lado que miremos los encontraremos. Estos productos se utilizan ampliamente en las industrias y en nuestra vida cotidiana debido a su bajo costo de producción, peso ligero, versatilidad y durabilidad. El plástico consiste en
polímeros como el polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC), tereftalato de polietileno y poliestireno (PS), sin embargo, en los últimos años ha llamado mucho la atención de los científicos los plásticos muy pequeños, llamados microplásticos.
Las partículas de microplásticos se han vuelto una preocupación global desde que han sido adicionados a productos que son de uso diario. Se han encontrado en un sin número de cosméticos y productos de cuidado personal, los cuales incluyen: líquido para lavado de manos, jabones, cremas faciales y de cuerpo, pastas de dientes y lociones, entre otros. Uno de los problemas es que los microplásticos presentes en cosméticos y productos de cuidado personal, es que son lavados hacia el drenaje de los hogares sin ningún manejo de reciclaje.
Los desechos de microplásticos, así como otros tipos de plástico, terminan en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Se ha reportado que las plantas de tratamiento son posibles fuentes de microplásticos que contaminan los sistemas acuáticos. Los microplásticos son fragmentos de plástico de un tamaño entre 0.1 μm y 5 mm de tamaño, y en ocasiones apenas se pueden observar a simple vista . (Sara Castro-García, 2021). Los microplásticos son de dos tipos:

– Microplásticos primarios: Estas son partículas en forma de microesfera son utilizadas principalmente en productos de cuidado personal como cremas faciales, humectantes, shampoos, cosméticos y productos para rasurar. La mayoría están compuestas de polietileno y polipropileno; son utilizadas en la estabilización de emulsiones, regulación de la viscosidad y acondicionador de la piel. Las ropas sintéticas también contienen microplásticos, así como fibras, las cuales liberan un promedio de 700,000 fibras a partir de 6 kg de ropa en una sola lavada. Después de ser utilizados, los microplásticos son llevados hacia el drenaje por las aguas residuales hasta las plantas de tratamiento.

Microplásticos primarios y su origen. Fuente: Sara Castro García (2021).

– Microplásticos secundarios: son formados por la fragmentación de plástico (por ejemplo, bolsas, envases, ropa, etc.) mediante procesos químicos (fotólisis, hidrólisis, y termólisis), mecánicos (abrasión y oleaje) o biológicos (bacterias y hongos).

Microplásticos secundarios y su origen. Fuente: Sara Castro García (2021).

En la actualidad este tipo de materiales se encuentran presentes en aguas dulces y aguas residuales. Las principales fuentes de microplásticos en estos ecosistemas incluyen: plantas de tratamiento, vertederos, riego, campos agrícolas, efluentes industriales, y aguas residuales domésticas. Otras fuentes son la deposición atmosférica, fertilizantes, césped artificial, por carretera (desgaste de llantas), transporte aéreo, los textiles, las actividades costeras, el turismo, la pesca comercial, embarcaciones marinas, y la acuicultura (Issac, 2020).

Debido a que los microplásticos presentan propiedades como flotabilidad y durabilidad extrema, estos están ampliamente distribuidos en ríos, lagos y océanos en todo el mundo. Las primeras detecciones de microplásticos (de poliestireno, el cual es el más frecuentes) datan de principios de los años 70 en aguas del Atlántico Norte y de fragmentos con tamaños entre 0,2 mm y 2,5 mm. Posterior a ello, también se han encontrado en aguas oceánicas del Ártico y de la Antártida, así como a profundidades superiores de los 5.000 m, entornos donde se han medido hasta concentraciones de 4.000 partículas/m3. El 80% de microplásticos formados tienen origen en la superficie terrestre, principalmente desde zonas industrializadas, con mayor densidad de población o cercanas a plantas de tratamiento de residuos: se calcula que un 80% de los residuos plásticos encontrados en playas provendrían de los ríos cercanos. Entre los objetos de plástico que más se encuentran están: desechos de construcción, residuos derivados del turismo costero, de las actividades agrícolas y del envasado de productos de alimentación y bebida. El 20% restante procedería de vertidos desde los propios océanos, con la pesca como la actividad humana que más contribuye a esta situación (redes, boyas, etc.).

Fotografía: Lucien Wanda. Pexels.

Se han hallado grandes cantidades de microperlas procedentes de productos de cuidado personal en varios estudios que abarcan todo el mundo: desde los Grandes Lagos de Norteamérica hasta el Lago de Garda en Italia, pasando por el lago Taihu en China. En el río Yangtzé de este país, Presa de las Tres Gargantas, se hallaron concentraciones de microplásticos tres veces más altas que en el resto del río, concluyéndose por el tamaño y su forma que probablemente fueran originados por la degradación de piezas de plástico más grandes. Con respecto al inicio del origen del problema, observaciones en el lago Ontario (Canadá) indicaban que al no existir microplásticos en el sedimento a más de 8 cm de profundidad, la acumulación de estos residuos se inició alrededor de 1977. Por otra parte, los tipos de microplásticos más abundantes encontrados en los sedimentos fueron: polietileno (74%) y polipropileno (17%), con un tamaño entre 0,5 y 3,0 mm. Otros estudios realizados en el río Danubio en Austria encontraron que la cantidad de microplásticos en la zona, durante un periodo de un año, supondría el equivalente al lanzamiento de 2,7 millones de botellas de plástico de 1,5 L al río. (Galvín et al, 2019)
Una vez los microplásticos se encuentran en océanos, ríos o cualquier otro ecosistema acuático, estos pueden ser ingeridos por la fauna acuática más pequeña, como el zooplancton, peces pequeños o los organismos más grandes, como los lobos marinos o ballenas. Los peces son uno de los grupos de vertebrados más afectados por la presencia de microplásticos, ellos pueden ingerirlos al confundirlos con alimento flotante y también pueden obtenerlos por bioacumulación al ingerir a presas que contienen microplásticos. La ingesta directa o indirecta de microplásticos por la fauna acuática de niveles tróficos inferiores, como zooplancton o peces, representan una vía de entrada y acumulación de este tipo de materiales en la cadena alimenticia.

Los métodos analíticos para determinar microplásticos en aguas de mar y residuales, son un reto complejo debido al pequeño tamaño de las partículas, su baja concentración y su naturaleza química variable (polímeros puros o mezclas). Las técnicas analíticas clásicas tienen como objetivo pre concentrar elevados volúmenes de agua, cuantificar de forma fiable el número de partículas plásticas por volumen de agua, identificar la naturaleza química de los polímeros y eliminar la contaminación externa durante la preparación y análisis de las muestras.

Muchos estudios en aguas utilizaban redes de plancton lo que dificulta precisar el volumen muestreado, la tendencia actual es filtrar un volumen determinado de agua (1-10 L) a través de tamices de distinto tamaño de malla, para llevar a cabo una cuantificación exacta .Una vez realizado el muestreo, el análisis posterior de microplásticos requiere el procesado de la muestra, con la finalidad de eliminar la materia orgánica y particulada interferente. Los métodos de digestión más comunes usan NaOH, HNO3 o HCl, o una oxidación con H2O2 en presencia de Fe(II) con o sin H2SO4. Sin embargo, el uso de ácidos fuertes puede degradar los polímeros plásticos.

Para el análisis, la primera etapa consiste en la caracterización física y morfológica para determinar el tamaño, la forma y el color. Para fragmentos grandes la inspección es mediante microscopio óptico o estero-microscopio (mínimo aumentos 45X) equipado con cámara fotográfica para procesar las imágenes adquiridas. La segunda etapa, es la identificación de la naturaleza química de los microplásticos y su cuantificación en (partículas/L u otra dimensional dependiendo de la muestra a analizar) o tamaño (fragmentos > 300 μm y de <20 nm, que son rangos de trabajo habituales). Entre las técnicas analíticas mayormente utilizadas están la espectroscopía infrarroja (IR) o espectroscopía infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) con reflexión total atenuada (ATR), las cuales pueden discriminar los polímeros en función de su estructura molecular a través de su espectro característico. Existen otras técnicas como la espectroscopía Raman, que proporciona información química y morfológica de las partículas, aunque la presencia de color puede interferir la identificación. Finalmente, la cromatografía de gases y espectroscopia de masas (GC-MS) con pirólisis, analiza los productos de degradación térmica y es capaz de identificar el tipo de polímero y aditivos sin el uso de disolventes con lo que se minimiza la contaminación externa.
Así, las técnicas de detección han ido evolucionando para analizar fragmentos cada vez más pequeños e identificar polímeros. Si bien es relativamente fácil identificar plásticos de tamaño > 300 μm el gran reto es determinar fragmentos en el intervalo de 1-300 μm, con técnicas muy sensibles capaces de identificar fragmentos inmovilizados sobre un filtro y sin necesidad de separar las partículas de forma individual, lo que imposibilita analizarlas todas. Debido a esto todavía no existe una norma o método oficial para el análisis de este tipo de compuestos. (Galvín et al, 2019 )
En Guatemala se han realizado diversos tipos de investigaciones con respecto a microplásticos, entre ellos se menciona el proyecto de investigación “Determinación de microplásticos y tierras raras en agua y peces del lago de Amatitlán” (Oliva, et al, 2021) donde analizaron la cantidad de microplásticos presentes en peces del lago de Amatitlán, el cual el 97.14% de los peces analizados reportaron la presencia de estos con un promedio de 9.46 microplásticos por individuo, siendo un espécimen de tilapia hembra el que presentó el mayor número de microplásticos con 28 unidades. Las líneas o fibras fueron el tipo de microplásticos más común, encontrándose en 68 de los 70 especímenes analizados, presentando desde 1 hasta 27 líneas o fibras por espécimen, con un promedio de 8.23 líneas o fibras por espécimen.

Otro estudio fue el trabajo de tesis “Contaminación por microplásticos en la superficie del Lago Atitlán, Sololá” (López, 2018), en el cual se determinó una concentración de microplásticos de 128, 763 partículas/km², con tamaño de partículas entre los 0.300 – 0.999 mm. El origen de estos se debió a procesos biológicos, físicos y químicos; siendo en su mayoría plástico proveniente de fuentes domésticas.
Un último estudio a pesar de no haber sido en agua, fue el proyecto de investigación “Microplásticos en sal de la costa del pacifico guatemalteco” (Benítez, 2021), donde se obtuvo concentraciones de abundancia entre 139-5129 partículas/kg, también se determinó que los macroplásticos analizados tenían las siguientes composiciones: microplásticos de: polietileno de alta densidad (17.24%), polipropileno (13.79%), resinas o adhesivos (13.79%), derivados de poliestireno (10.34%), derivados de polietileno (6.90%), nylon (3.45%), tereftalato de polietileno (3.45%) y poliestireno (3.44%) el resto son minerales, derivados de celulosa y materiales orgánicos.

La contaminación por microplásticos es una contaminación invisible y emergente, sin lugar a duda es motivo de preocupación. La contaminación por microplásticos en los ecosistemas acuáticos es preocupante, pues hemos tomado a nuestros mares y lagos como un basurero, esperando simplemente que nuestros desechos desaparezcan. Hoy más que nunca es necesario realizar mayores investigaciones para poder disminuir la presencia de microplásticos. Aún queda mucho por descubrir respecto a los microplásticos y su impacto en nuestro entorno; mientras tanto empecemos el cambio desde nosotros, nuestros hábitos y estilo de vida, los cuales deben cambiar si queremos tener nuestro entorno con menos microplásticos.

Bibliografía:

1. Castro-García, Sara, et al. 2021. “Contaminación por microplásticos en sistemas acuáticos”. XXVI Verano de la Ciencia (Volumen 10).
2. Issac, Merlin N. 2021. “Effects of Microplastics in Water and Aquatic Systems”. Environmental Science and Pollution Research (28).
3. Galvin, Rafael Marín, et al. 2019. “Microplásticos en aguas: Presencia, investigación y potencial incidencia sanitaria sobre el ser humano”. TecnoAqua (36).
4. López Xalín, N. 2018. “Contaminación por microplásticos en la superficie del Lago Atitlán, Sololá. Universidad del Valle de Guatemala. (Tesis).
5. Oliva, Bessie, et al. 2021. “Determinación de microplásticos y tierras raras en agua y peces del lago de Amatitlán”. USAC. (Proyecto de investigación).
6. Benítez, Ingrid. 2021. “Microplásticos en sal de la costa del pacifico guatemalteco”. USAC. (Proyecto de Investigación).

Este artículo fue publicado en la revista de RELABSA, Boletín Científico abril – junio 2022