Método de baixo custo take away micro e nanoplásticos da água

Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP), no Brasil, desenvolveram uma nova solução baseada em nanotecnologia para a remoção de micro e nanoplásticos da água. A pesquisa deles é publicado no diário Mícron.

As minúsculas partículas de plástico são hoje omnipresentes no mundo e podem actualmente ser um dos problemas ambientais mais importantes, após a emergência climática e a extinção acelerada de espécies e ecossistemas.

Os microplásticos estão no solo, na água e no ar, e nos corpos de animais e humanos. Eles vêm de bens de consumo diários e do desgaste de materiais maiores. Eles são encontrados em todos os lugares e em todos os tipos de ambiente. Uma fonte importante é a água usada para lavar roupas de fibras sintéticas. Atualmente, os microplásticos não podem ser filtrados das águas residuais e eventualmente penetram no solo, lençol freáticorios, oceanos e atmosfera.

Definidos como fragmentos de até 1 milímetro, os microplásticos propriamente ditos são um problema bem identificado e visível. Os nanoplásticos, no entanto, são mil vezes mais pequenos e revelam-se um perigo ainda mais insidioso, uma vez que podem atravessar barreiras biológicas importantes e atingir órgãos vitais. UM estudo recentepor exemplo, detectaram sua presença no cérebro humano.

“As nanopartículas não são visíveis para o olho nu ou detectáveis ​​em microscópios convencionais, por isso são muito difíceis de identificar e remover dos sistemas de tratamento de água”, disse Henrique Eisi Toma, professor do Instituto de Química (IQ-USP) e último autor do estudo Mícron artigo.

O procedimento desenvolvido na USP utiliza nanopartículas magnéticas funcionalizado com polidopamina, polímero derivado da dopamina, neurotransmissor presente no organismo humano. Estas nanopartículas podem ligar-se a resíduos micro e nanoplásticos, e as partículas combinadas podem então ser removidas da água através da aplicação de um campo magnético.

“A polidopamina é uma substância que imita as propriedades adesivas dos mexilhões, que se agarram com muita tenacidade a muitas superfícies. Ela adere firmemente a fragmentos de plástico na água e permite que as nanopartículas magnéticas os capturem. Este materials indesejável pode então ser removido da água com um ímã”, disse Toma.

O processo já se mostrou eficaz na remoção de micro e nanoplásticos da água, especialmente em sistemas de tratamento. No entanto, o grupo de pesquisa também pretende degradá-los por meio de enzimas específicas, como a lipase, que pode decompor o tereftalato de polietileno (PET) em seus componentes básicos. A aplicação das enzimas decompõe o PET e outros plásticos amplamente utilizados em moléculas menores, que podem ser reutilizadas para produzir materiais plásticos.

“Nosso objetivo não é apenas remover o plástico da água, mas também contribuir para a sua reciclagem de forma sustentável”, disse Toma.

PET é matéria-prima para garrafas plásticas e outros itens. É um poluente importante, até porque a sua degradação produz ácido tereftálico (C₆H₄(COOH)₂) e etilenoglicol (C₂H₄(OH)₂), sendo que ambos são tóxicos.

“A lipase decompõe o PET nessas formas monoméricas iniciais, que podem ser reutilizadas para sintetizar novos PETs. ​​Nosso estudo focou no PET, mas outros pesquisadores podem incluir outras enzimas específicas para processar diferentes plásticos, como poliamida ou náilon, por exemplo”, ele disse.

No estudo liderado por Toma, nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (II, III), ou óxido de ferro preto (Fe₃Ó₄), foram sintetizados por co-precipitação e posteriormente revestidos com polidopamina (PDA) pela oxidação parcial da dopamina em uma solução levemente alcalina para formar Fe₃Ó₄@PDA. A lipase foi imobilizada neste substrato. A microscopia hiperespectral Raman foi utilizada para monitorar o sequestro e a degradação do plástico em tempo actual.

Problema complexo

O termo “plásticos” refere-se a uma ampla gama de polímeros sintéticos ou semissintéticos, a maioria dos quais derivados de combustíveis fósseis. Sua maleabilidade, flexibilidade, leveza, durabilidade e baixo custo têm garantido sua presença em inúmeros produtos utilizados no dia a dia. As preocupações com os resíduos e resíduos produzidos por esse uso altamente intensivo levaram à busca por alternativas, como os bioplásticos. Em vez de produtos petroquímicos não renováveis, os bioplásticos são derivados de fontes renováveis ​​e biodegradáveis.

“É uma boa ideia, mas antes de se degradarem completamente, os bioplásticos também se fragmentam e formam micro ou nanoplásticos. Sendo biocompatíveis, são ainda mais insidiosos porque podem interagir mais diretamente com os nossos organismos e desencadear reações biológicas”, disse Toma.

Outra informação preocupante fornecida por Toma é que a água mineral engarrafada pode estar ainda mais contaminada por bioplásticos do que a água potável tratada que consumimos em nossas casas.

“A água potável tratada passa por processos como filtração, coagulação e flotação para eliminar a maior parte dos resíduos, enquanto água mineralque é melhor em alguns aspectos – é mais leve, contém mais sais e tem um sabor melhor, por exemplo – não é processado de nenhuma dessas formas porque isso destruiria suas propriedades. Se o ambiente de onde é coletado estiver contaminado por bioplásticos, essas partículas chegarão ao consumidor”, afirmou.

Em suma, o desafio é assustador e não há respostas óbvias. A nanotecnologia apresentada por Toma e colaboradores oferece uma solução promissora para um problema cuja extensão está apenas começando a ser compreendida. Ele insta outros pesquisadores a persistirem na busca de soluções e apela aos administradores públicos para que levem o problema a sério.