ÁREA
Química Ambiental
Autores
Faustino, F.W. (UFCA) ; Silveira, M.H.O. (UFCA) ; Lima, J.N.M. (URCA) ; Lima, V.J. (EMATERCE) ; Silva, M.L.Q. (URCA) ; Silva, D.B. (UFCA) ; Evangelista, J. (UFCA) ; Santos, S.P. (UFC) ; Cunha, F.A.B. (URCA) ; Paula Filho, F.J. (UFCA)
RESUMO
A enorme produção de lodo em Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) pode causar riscos potenciais sérios ao meio ambiente devido a sua efetividade em reter microplásticos (MPs), fato ainda mais preocupante em regiões de escassez de recursos naturais como o Semiárido. Desse modo, o presente estudo tem como finalidade principal a identificação de polímeros de microplásticos, em biossólidos coletados no Semiárido Brasileiro, por meio da técnica de Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR). Assim, em síntese, os resultados obtidos revelam a predominância de poliéster e microplásticos secundários de polietileno nos biossólidos estudados, apontando para a possível influência das atividades humanas e da disposição inadequada de resíduos plásticos.
Palavras Chaves
Poliéster; Polipropileno; Lodo
Introdução
A enorme produção de lodo em ETEs pode causar riscos potenciais sérios ao meio ambiente devido a sua efetividade em reter MPs, porém ainda há um vazio na literatura e pesquisa sobre o caminho pelo qual os MPs se difundem no lodo e seus malefícios (YUAN et al., 2022). Ademais, pontua-se que os MPs são partículas entre 1 µm (HARTMANN et al., 2019) e 5 mm (ARTHUR et al., 2009; WANG et al., 2022). As fontes desses poluentes emergentes podem ser classificadas em primárias ou secundárias. Os MPs primários são produzidos para uso direto ou como precursores de outros produtos nesse tamanho intencionalmente, tais como pellets de plástico de pré-produção, esfoliantes, abrasivos industriais, e outros produtos de consumo usual. Já os MPs secundários são formados por meio da deterioração de plásticos maiores no meio ambiente, em especial, em ecossistemas marinhos (ARTHUR et al., 2009). Neste caso, se os MPs presentes como lodo destinando à agricultura chegarem às fontes de água a situação é ainda pior. Em regiões semiáridas, há carência de fontes perenes de água superficial, se apoiando nas águas subterrâneas para o abastecimento doméstico e prosperidade econômica muitas vezes (CHEN et al., 2016), assim, todo risco de contaminação deve ser evitado. Frente às informações apresentadas, a detecção desses polímeros se revela de suma importância, especialmente, em regiões de clima semiárido em decorrência da escassez de recursos hídricos. Nesse contexto, o presente estudo tem como finalidade principal a identificação de polímeros de microplásticos, por meio da técnica de Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), originados a partir de resíduos biológicos (biossólidos) obtidos de uma ETE localizada no Semiárido Brasileiro.
Material e métodos
A Estação de Tratamento de Esgoto investigada neste estudo está situada em uma região conhecida como Semiárido Brasileiro. A ETE em questão opera um reator UASB como sistema principal. Nesse contexto, foi realizada a coleta da amostra de biossólido seco. Subsequentemente, a amostra foi devidamente transportada para execução das etapas subsequentes. Em sequência, uma quantidade de 5 g do material foi medida. Além disso, foi necessário empregar o processo de digestão utilizando o método Fenton. Para essa finalidade, foram feitas adaptações baseadas nas abordagens descritas por Lusher et al. (2012) e Harley-Nyang et al. (2022). Para quantidade de 5 g foram adicionados 20 mL de peróxido de hidrogênio (H2O2) a uma concentração de cerca de 30-35%, bem como 10 mL de uma solução catalisadora contendo FeSO4 a 0,05 M. Durante o procedimento de digestão, a temperatura foi mantida sob vigilância constante para evitar que ultrapassasse os 60°C. Após esse intervalo de tempo, sempre que se observava a presença de matéria orgânica remanescente, o processo Fenton era reaplicado conforme necessário. Após a oxidação, o material foi submetido a separação por densidade por meio da utilização de uma solução salina saturada de cloreto de sódio (NaCl), sendo empregadas adaptações ao observado em Masura et al. (2015). Posteriormente, o sobrenadante passou por um sistema de filtração Millipore com membrana de 0,45 µm. As membranas contendo os microplásticos foram examinadas por meio de um estereomicroscópio. Nessa fase, considerou-se como microplásticos polímeros de 1 µm a 5 mm. Ademais, os polímeros mais abundantes, identificados com o estereomicroscópio, passaram por análise subsequente por FT-IR, com base em espectros de referência pré-definidos.
Resultado e discussão
Os MPs obtidos nas amostras caracterizaram-se predominantemente por fibras
(Figura 1), isoladas (a) ou em aglomerados (b). Foram observados filmes
irregulares, exibindo variações cromáticas distintas (c e d), visualmente
sugerem ser microplásticos secundários resultantes da degradação de sacolas
plásticas. Na Figura 1a, (1) representa fibra com mais de uma coloração e (2)
fibra preta. Na Figura 1b, (3) é um aglomerado de fibras com várias colorações.
Na Figura c, (4) é um filme irregular branco enquanto na Figura 4d, (5) são
filmes irregulares brancos.
Os espectros de infravermelho para os MPS são apresentados na Figura 2.
A avaliação espectral demonstrou a provável identificação do material como
poliéster. O poliéster é comumente empregado em materiais têxteis sintéticos,
que vão parar em ETEs por meio da lavagem de roupas. Uma única peça em uma
máquina de lavar doméstica pode produzir mais de 1900 fibras por lavagem
(BROWNE, 2011). Este polímero tem grande resistência térmica, mecânica e
química, o que significa que ele permanece por muitos anos no meio ambiente.
Picos característicos de 1712 cm-1, 1241 cm−1, 724 cm−1, 1094 cm−1 e 3338 cm−1
são observados (FLORES-OCAMPO E ARMSTRONG-ALTRIN, 2023). Estudo de MPs na
Antártica, identificou intensas absorções em 3010, 2974, 2916 e 2870, 1734,
1584,1514, 1394, 1309, 1230, 1153, 1068, 1027 e 980 cm−1, atribuídos a
características de um poliéster (CINCINELLI et al., 2017).
A Figura 2C, D compreende o espectro do segundo MP mais abundante na amostra,
relacionado ao Polietileno de Baixa Densidade (PEBD). Provavelmente um MP
secundário oriundo da degradação de sacolas plásticas (TZIOURROU et al., 2021).
Fonte: Autores (2023).
Fonte: Autores (2023).
Conclusões
Os resultados obtidos revelam a predominância de poliéster e microplásticos secundários de polietileno nos biossólidos estudados, apontando para a possível influência das atividades humanas e da disposição inadequada de resíduos plásticos. Essa investigação se alinha com a importância crucial da gestão de recursos naturais em regiões semiáridas, no qual a escassez de recursos torna fundamental a compreensão e mitigação dos impactos ambientais decorrentes do acúmulo de microplásticos nos ecossistemas.
Agradecimentos
Os autores CAPES pelas bolsas de mestrado e a FUNCAP pelo apoio financeiro da pesquisa e bolsas de Iniciação Científica através do Projeto BP5-0197- 00133.01.00/22.
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