Resumen de Detección y caracterización de microplásticos: preocupación emergente en el ciclo integral del agua
Introducción:
Los microplásticos son pequeñas partículas de material plástico de tamaño inferior a 5 mm que ya se encuentran en la totalidad del medio ambiente, incrementándose cada vez más las cantidades que se vierten a los océanos, lo que ha generado gran preocupación científica y social en los últimos años, despertando el interés por conocer el impacto que estas partículas pueden tener en la salud y el medio ambiente.
En la actualidad no existe un método estandarizado para el análisis de microplásticos, con lo que cada laboratorio utiliza una técnica diferente, que van desde las técnicas espectroscópicas como Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) o espectroscopia Raman hasta las técnicas cromatográficas como la pirólisis acoplada a cromatografía de gases-masas (Pyr-CG-MS) o la termoextracción-desorción acoplada a cromatografía de gases-masas (TED-CG-MS). Todas estas técnicas han probado ser útiles para la detección e identificación de microplásticos, cada una de ellas con sus ventajas y desventajas, pero es necesario optimizarlas y encontrar un método más eficiente, robusto y a la vez que sea rápido y económico para que pueda estar al alcance desde el laboratorio más avanzado hasta el más modesto y que se puedan comparar los estudios realizados por los diferentes grupos.
Desarrollo teórico: Existen tres pasos fundamentales para identificar los microplásticos:
1. Obtención de muestras: Existen, principalmente, tres tipos de muestreo1: - Muestreo selectivo: Se extraen directamente los elementos visibles.
- Muestreo de volumen reducido: El volumen se reduce hasta que solo quedan los elementos de interés.
- Muestreo a granel: Se toma la muestra completa.
2. Técnicas de separación: - Detección visual y separación: Imprescindible para identificar y separar otros materiales y que no interfieran en la identificación.
También se pueden visualizar y separar los microplásticos directamente, bien mediante un examen visual directo o utilizando un microscopio.
- Filtración: La técnica más utilizada en muestras de agua.
- Separación por densidad: Usado en sedimentos, aprovechando la diferencia de densidad de los materiales plásticos con respecto a otros sedimentos.
- Elutriación: Separación en función del tamaño, forma y densidad de las partículas, dirigiendo un flujo de agua hacia arriba fluidificando el sedimento2.
- Flotación por espuma: Las burbujas de aire se unirán a las partículas hidrofóbicas y se desplazarán a la superficie generando una espuma fácil de separar, mientras que los materiales hidrofílicos permanecerán en la fase líquida3.
3. Técnicas de identificación: - Identificación visual: Siempre hay un elemento de subjetividad y sesgo que depende del observador.
- SEM: En la microscopía electrónica de barrido se hace incidir un haz de electrones sobre la muestra y se barre la superficie obteniendo una imagen de la morfología con un aumento y resolución mucho mayor a los microscopios ópticos.
- Difracción láser: Se basa en el hecho de que las partículas grandes dispersan la luz en ángulos pequeños y las partículas pequeñas lo hacen en ángulos grandes. Analizando las intensidades de dispersión angular se puede calcular la distribución de tamaño de las partículas 4.
- Pirólisis-cromatografía de gases-espectrómetro de masas (Pyr-GC-MS): La pirólisis proporciona un tratamiento previo mínimo, lo que resulta en una gran ventaja con respecto a la técnica GC-MS tradicional.
- Espectroscopia de Resonancia Magnética nuclear (RNM): Mediante esta técnica obtenemos información muy detallada de la secuencia de monómeros y el grado de cristalinidad, así como información sobre bifurcaciones y tacticidad.
- Espectroscopia Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR): Técnica sencilla y altamente precisa al generar espectros infrarrojos específicos5.
- Espectroscopia Raman: Se hace incidir un haz de luz monocromático sobre la muestra y se analizan los fotones dispersados inelásticamente.
Conclusión: Como resultado de esta Tesis se ha conseguido optimizar y validar una metodología para el análisis de microplásticos en muestras de agua, obteniéndose en Labaqua la acreditación por parte de la Entidad Nacional de Acreditación en España (ENAC) bajo el sistema de calidad ISO 17025, con número de acreditación de Labaqua 109/LE285, para el análisis cualitativo de microplásticos en muestras de agua potable, marina y continental. Esta metodología se ha introducido en la cartera de productos de Labaqua, S.A.
Bibliografía: 1. Microplastic Pollutants. (Elsevier, 2017). doi:10.1016/C2015-0-04315-5 2. Claessens, M., Van Cauwenberghe, L., Vandegehuchte, M. B. & Janssen, C. R. New techniques for the detection of microplastics in sediments and field collected organisms. Mar. Pollut. Bull. 70, 227¿233 (2013).
3. Marques, G. A. & Tenório, J. A. S. Use of froth flotation to separate PVC/PET mixtures. Waste Manag. 20, 265¿269 (2000).
4. Baosupee, D., Massey, A. J., Nazhad, M. & Hubbe, M. A. Heteroagglomeration as a mechanism of retaining CaCO3 particles on the fibrils of cellulosic fines: A study by laser light diffraction and microscopy. Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp. 441, 525¿531 (2014).
5. Hidalgo-Ruz, V., Gutow, L., Thompson, R. C. & Thiel, M. Microplastics in the marine environment: a review of the methods used for identification and quantification. Environ. Sci. Technol. 3060¿3075 (2012). doi:10.1021/es2031505
