ÁREA
Química Ambiental
Autores
Mascarenhas Lima, J.N. (UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI) ; Wedson Faustino, F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI) ; Duarte Alencar, S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI) ; Oliveira Silveira, M.H. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI) ; de Lira, D.B. (COLÉGIO DA POLÍCIA MILITAR HERVANO MACEDO JUNIOR) ; Silva, D.B. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI) ; Souza Nascimento, F.I. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI) ; Evangelista, J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI) ; Bezerra da Cunha, F.A. (UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI) ; de Paula Filho, F.J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI)
RESUMO
Os Microplásticos são partículas de plástico degradados ou da liberação direta de produtos plásticos, representando uma ameaça global ao meio ambiente. O objetivo desta pesquisa é identificar a presença de partículas de microplásticos (MPs) nas águas superficiais da microbacia do rio Salgado-CE, a partir da espectroscopia de Infravermelho. As amostras de água foram coletadas em três pontos distintos. A espectroscopia identificou plásticos por vibrações moleculares e comparou espectros com referências para tipagem. A Análise descritiva descreveu os tipos de microplásticos nos locais estudados. O estudo revelou alta concentração de microplásticos, principalmente polietileno e polipropileno, destacando a importância da espectroscopia infravermelha no monitoramento ambiental dessa região.
Palavras Chaves
resíduos poliméricos; polietileno ; contaminação ambiental
Introdução
Os MPs emergiram como um problema ambiental global preocupante, resultante da degradação de plásticos maiores ou da liberação direta de partículas minúsculas de produtos de cuidados pessoais e outros produtos plásticos. Essas partículas, que têm dimensões que variam de micrômetros a milímetros, podem ser encontradas em uma variedade de ecossistemas, desde oceanos até ambientes terrestres (CHAE et al., 2021). A contaminação por MPs representa um desafio complexo devido ao seu potencial impacto na vida marinha, na segurança alimentar e na saúde humana (ROSAL, 2021). A necessidade de técnicas precisas e confiáveis para identificar e quantificar microplásticos é essencial para compreender a extensão desse problema e desenvolver estratégias de mitigação eficazes (CATARINO, 2020). Nesse contexto, a espectroscopia no infravermelho surge como uma técnica promissora para a detecção e identificação de microplásticos. Essa técnica analítica baseia-se na interação das moléculas com radiações infravermelhas, resultando em espectros característicos que refletem as vibrações moleculares únicas de diferentes tipos de materiais (LUSHER et al., 2021). No caso dos plásticos, as ligações químicas presentes em suas estruturas produzem padrões espectrais distintos. A espectroscopia no infravermelho oferece a capacidade de identificar não apenas o tipo de plástico presente, mas também sua quantidade em uma amostra, tornando-se uma ferramenta crucial na pesquisa e monitoramento de microplásticos (ANDRADY, 2017). Este estudo objetiva detectar a existência de partículas de MPs e caracterizar os tipos de plásticos através da análise de seus distintos picos espectrais presentes nas águas superficiais da microbacia do rio Salgado-CE, da região metropolitana do cariri.
Material e métodos
A amostragem ocorreu em três sítios de amostragem nas microbacias urbanas dos riachos Batateiras (B) e Salgadinho (S1 e S2). A coleta envolveu uma rede de plâncton com arrasto horizontal, equipada com malhas de tamanho específico. Para monitorar as condições hidroquímicas, foram utilizados um pHmetro da Termo Scientific, um termômetro digital. Os pontos de amostragem foram marcados utilizando um sistema de posicionamento global (GPS) modelo Magellan Triton 400. Resíduos orgânicos interferentes foram retirados a partir do uso de peróxido de hidrogênio (H2O2) a 35%. Para separação do MPs, foram utilizadas soluções de cloreto de sódio (NaCl) e sulfato de ferro II heptahidratado. A preparação das amostras incluiu peneiras de aço inoxidável, estufa regulada a 90°c e balança analítica. A degradação (oxidação) da matéria orgânica ocorreu com uma chapa de aquecimento, em seguida de uso de funil de separação e filtração. A triagem envolveu lupa e microscópio estereoscópico para avaliação visual e contagem manual (OLIVATTO, 2017). A técnica de Espectroscopia no Infravermelho foi empregada para identificar compostos químicos pelas vibrações moleculares. Essas vibrações estão associadas aos movimentos de átomos dentro das moléculas e ocorrem em frequências específicas de energia que correspondem à energia dos vínculos químicos (GAGO et al., 2016). Após o processamento, os espectros foram comparados com referências da literatura. As bandas de absorção distintas nos espectros de referência foram usadas para identificar os tipos de plásticos presentes nas amostras. A intensidade das bandas também revelou a proporção relativa de cada tipo de microplástico.
Resultado e discussão
Ao analisar os espectros de absorção infravermelha das amostras de MPs
coletadas, foram identificados diversos picos de absorção de acordo a Figura 1.
Os picos são representativos para o polietileno (PE) e o polipropileno (PP). No
PE, esses incluem estiramento C-H em anel (cerca de 2900-3100 cm-1), flexão C-H
(1300-1400 cm-1), estiramento C-C na cadeia (950-1100 cm-1) e flexão C-C-C (800
cm-1). Os espectros do PP mostram estiramento C-H em anel (2900-3100 cm-1),
flexão C-H, estiramento C-C na cadeia (950-1100 cm-1) e flexão C-C-C (800 cm-1).
Os espectros menos frequentes correspondem ao poliuretano (PU), sendo que um
pico em 1700 cm-1 foi detectado apenas na amostra S2. Os espectros menos
distintivos estão na faixa de 650 a 300 cm-1, onde não há indicação na
literatura sobre o tipo de ligação química associada a esses picos.
Os espectros de absorção no infravermelho tanto para polietileno (PE) quanto
para polipropileno (PP) apresentam semelhanças marcantes. Isso inclui um pico
característico de estiramento da ligação C-H alifática na faixa de 2850-2960 cm-
1, que reflete as ligações carbono-hidrogênio nas cadeias alifáticas dos
polímeros ( JUNG et al., 2018).
Além disso, são notáveis um pico de deformação angular CH2 em torno de 1460 cm-
1, relacionado às dobras dos grupos metileno, e um pico de estiramento C-C em
cerca de 1000 cm-1, indicando as ligações C-C presentes nas cadeias poliméricas.
Isso ressalta que os espectros de transmitância proporcionam informações
valiosas sobre os comprimentos de onda nos quais as substâncias podem absorver e
transmitir ( KATAOKA et al., 2019).
A Figura 02 representa a estrutura química das substâncias com resultados
recorrentes em todas as amostras.
\r\nFigura 1: Espectros de espectroscopia (IV) dos \r\npolímeros das microbacias do Batateiras (B), \r\nSalgadinho montante (S1) e jusante (S2).
Figura 02: Estrutura química dos polímeros de maior \r\ndestaque no estudo.
Conclusões
Pode-se concluir que as pesquisas realizadas na microbacia do Salgado-CE constataram alta concentração de microplásticos, principalmente PE (polietileno) e PP (polipropileno). A identificação ocorreu por meio da espectroscopia, que analisa bandas de absorção para identificar grupos funcionais e deduzir informações sobre a estrutura química dos polímeros. Este estudo ressalta a relevância da espectroscopia infravermelha na vigilância ambiental dessa região.
Agradecimentos
A CAPES pela bolsa de mestrado concedida e a FUNCAP, pelo apoio financeiro para realização a pesquisa e as bolsas de iniciação científica concedidas através do projeto BP5-0197-00133.01.00/22.
Referências
ANDRADY, A. L.The plastic in microplastics: A review. Marine Pollution Bulletin,V.119, p.26, 12-22,2017.
CATARINO, A.I., MACCHIA, V., SANDERSON, W. G.,EAMP; THOMPSON, R. C. Ingestion ofmicroplastics by commercial fish off the Portuguese coast. Marine Pollution Bulletin,V.155, p.11, 19-08,2020.
CHAE, Y., KIM, D., KIM, S. W., AN, Y. J., EAMP; SHIM, W. J. Abundance anddistribution characteristics of microplastics in surface waters of South Korea39;s coastal seas. Marine Pollution Bulletin,V.157,p.13, 11-03,2021.
GAGO, J.; GALGANI, F.; MAES, T.; THOMPSON, R.C. Microplastics in seawater: recommendations from the marine strategy framework directive implementation process. Frontiers in Marine Science, V.3, p. 219, 02-10,2016.
JUNG, M. R. HORGEN D.F , ORSKI S.V , JONES T.T, WORK T.M , BRIGNAC K.C . Validation of ATR FT-IR to identify polymers of plastic marine debris, including those ingested by marine organisms. Marine Pollution Bulletin, V. 127, p. 704-716, 08-10, 2018.
KATAOKA, T. NIHEI A. C, . HINATA H. C. Assessment of the sources and inflow processes of microplastics in the river environments of Japan. Environmental Pollution, V. 244. p. 958-965, 01-22, 2019.
LUSHER.A.L, HERNANDEZ. M.G,BERROW .R, EEAMP E.O, CONNOR I. Microplastics in the Irish marine environment: A baseline study. Marine Pollution Bulletin,V. 164, p.15-18, 11-02,2021.
OLIVATTO, Glaucia Peregrina. Estudo sobre microplásticos em águas superficiais na porção oeste da baía de Guanabara. V. 23, p. 05, 02-08, 2017.
ROSAL, R. Morphological description of microplastic particles for environmental fate studies. Marine Pollution Bulletin, v. 171, p. 10-14, 11-07, 2021.
