Los microplásticos no solo contaminan el agua, sino que liberan mezclas complejas de químicos invisibles impulsadas por la luz solar que podrían alterar los ecosistemas acuáticos, según revela una investigación.

Microplásticos. Foto: Sören Funk en Unsplash

Un equipo de investigadores ha descubierto que los microplásticos que flotan en ríos, lagos y océanos liberan constantemente una compleja mezcla de sustancias químicas orgánicas disueltas en el agua. Esta fuga química continúa con el paso del tiempo y se intensifica considerablemente cuando los plásticos se exponen a la luz solar. Los nuevos hallazgos ofrecen la imagen más detallada a nivel molecular hasta la fecha de cómo se forma y cambia la materia orgánica disuelta derivada de los microplásticos, conocida como MPs-DOM, en los entornos acuáticos naturales.

La investigación, publicada en New Contaminants, examinó cuatro tipos comunes de plástico y comparó las sustancias químicas que liberaban con la materia orgánica disuelta que se encuentra de forma natural en los ríos. Combinando modelos cinéticos con espectroscopia de fluorescencia, espectrometría de masas de alta resolución y análisis infrarrojo, el equipo demostró que cada tipo de plástico libera su propia mezcla química única. Estas firmas químicas cambian a medida que la luz solar descompone gradualmente las superficies plásticas.

«Los microplásticos no solo contaminan los entornos acuáticos como partículas visibles. También crean una nube química invisible que cambia a medida que se descomponen», afirma el autor principal, Jiunian Guan, de la Universidad Normal del Noreste, en China. «Nuestro estudio demuestra que la luz solar es el principal impulsor de este proceso y que las moléculas liberadas por los plásticos son muy diferentes de las que se producen de forma natural en los ríos y los suelos».

La luz solar acelera la liberación química de los microplásticos

Para comprender mejor cómo afecta la luz a la degradación del plástico, los investigadores expusieron microplásticos de polietileno, tereftalato de polietileno, ácido poliláctico y adipato de polibutileno y tereftalato a agua en condiciones de oscuridad y ultravioleta durante un máximo de 96 horas. La exposición a la luz solar aumentó considerablemente la cantidad de carbono orgánico disuelto liberado por todos los plásticos analizados. Los plásticos etiquetados como biodegradables, incluidos el PLA y el PBAT, liberaron las mayores cantidades, lo que refleja sus estructuras químicas menos estables.

El modelado cinético reveló que el proceso de liberación seguía un comportamiento de orden cero. Esto significa que la velocidad estaba controlada por los límites físicos y químicos de la superficie del plástico, más que por la cantidad de material que ya se había disuelto en el agua. Bajo la luz ultravioleta, los investigadores identificaron la difusión de la película como el principal factor que ralentizaba el proceso de liberación.

Mezcla compleja de compuestos químicos

Los análisis químicos detallados mostraron que la MPs-DOM contiene una amplia gama de moléculas derivadas de aditivos plásticos, monómeros, oligómeros y fragmentos formados a través de reacciones de fotooxidación. Los plásticos con estructuras aromáticas, como el PET y el PBAT, generaron mezclas químicas especialmente complejas.

A medida que los plásticos continuaban descomponiéndose, los investigadores observaron un aumento de los grupos funcionales que contienen oxígeno. Este cambio apuntaba a la formación de alcoholes, carboxilatos, éteres y carbonilos. También se detectaron aditivos químicos como los ftalatos, lo que concuerda con su unión relativamente débil dentro de los materiales plásticos.

Las mediciones de fluorescencia revelaron otra diferencia notable. La MPs-DOM se asemejaba mucho más al material orgánico producido por microbios que a la materia orgánica procedente de plantas terrestres y suelos. Este patrón contrasta fuertemente con la materia orgánica disuelta natural que se encuentra en los ríos. Con el tiempo, el equilibrio entre sustancias similares a las proteínas, a la lignina y al tanino cambió en función del tipo de plástico y del nivel de exposición a la luz solar.

Riesgos medioambientales crecientes

Las mezclas químicas cambiantes liberadas por los microplásticos podrían afectar a los ecosistemas acuáticos de múltiples maneras. La MPs-DOM está compuesta en gran parte por moléculas pequeñas y biológicamente accesibles que pueden estimular o suprimir el crecimiento microbiano, alterar los ciclos de nutrientes o interactuar con metales y otros contaminantes. Investigaciones anteriores han demostrado que la MPs-DOM puede producir especies reactivas de oxígeno, influir en la formación de subproductos de desinfección y alterar la forma en que los contaminantes se adhieren a las partículas en el agua.

«Nuestros hallazgos ponen de relieve la importancia de tener en cuenta el ciclo de vida completo de los microplásticos en el agua, incluidas las sustancias químicas invisibles disueltas que liberan», afirma el coautor Shiting Liu. «A medida que la producción mundial de plástico sigue aumentando, estos compuestos disueltos pueden tener una importancia medioambiental cada vez mayor».

Evaluación del riesgo

Dado que la MPs-DOM es químicamente compleja y cambia constantemente, los investigadores sugieren que las herramientas de aprendizaje automático podrían ayudar a predecir cómo se comportan estas sustancias en las aguas naturales. Estos modelos podrían mejorar las evaluaciones de riesgo relacionadas con la salud de los ecosistemas, el transporte de contaminantes y el ciclo del carbono.

Los autores también señalan que el flujo de microplásticos hacia los ríos y océanos sigue estando en gran medida sin regular. A medida que los plásticos continúan fragmentándose y degradándose bajo la luz solar, se espera que aumente la liberación de MPs-DOM. Comprender cómo evolucionan estas sustancias químicas a lo largo de las diferentes etapas de la descomposición del plástico será esencial para evaluar su impacto medioambiental a largo plazo.

Fuente: Residuos Profesional