Ultimele realizări în domeniul cercetărilor ecologice au permis dezvoltarea unor metode inovatoare de detectare și monitorizare a microplasticelor și nanoplasticelor în mediile acvatice , sedimente și țesuturi biologice. Cercetătorii de la Universitatea Texas A&M au subliniat posibilitatea utilizării imaginilor satelitare pentru urmărirea poluării cu plastic în Golful Galveston și de-a lungul coastei Texasului.
În plus, potrivit revistei, un grup internațional de cercetători a confirmat eficacitatea metodelor analitice ultrasensibile . Aceste inovații consolidează capacitățile globale de monitorizare a poluării cu plastic și deschid calea pentru viitoare măsuri de reglementare și gestionare a mediului.
Microplasticul este definit ca particule de plastic cu dimensiuni de până la cinci milimetri, în timp ce nanoplasticul are dimensiuni de la unu la o mie de nanometri. Aceste materiale se formează ca urmare a fragmentării obiectelor din plastic mai mari sau sunt produse direct sub formă de microgranule și fibre sintetice.
Prezența lor a fost documentată de la regiunile arctice până la fundurile oceanice de adâncime, precum și în țesuturile peștilor, moluștelor și oamenilor. Dimensiunea microscopică a acestor poluanți contribuie la deplasarea lor în curenții de apă și la acumularea lor în organismele marine și în întreaga lanț alimentar.
„ Datorită dimensiunii lor, sunt extrem de dificil de filtrat și de măsurat, în special în mediul oceanic dinamic ”, a explicat dr. Karl Kaiser, șeful grupului de la Universitatea Texas A&M. Cercetările arată că microplasticul poate acționa ca un purtător de poluanți hidrofobi și poate elibera aditivi chimici, agravând riscurile ecologice.
Chiar și fără substanțe toxice asociate, acumularea lor în țesuturi poate provoca reacții inflamatorii și poate duce la probleme de sănătate la pești și, potențial, la oameni. Bioacumularea plasticului la scară planetară subliniază necesitatea urgentă de a monitoriza aceste substanțe poluante și impactul lor asupra ecosistemelor.
Din punct de vedere tehnologic, grupul condus de Kaiser a propus utilizarea senzorilor optici satelitari pentru a determina concentrația de microplastice pe baza modificărilor reflexiei și culorii apelor de coastă.
Această metodă combină datele optice satelitare și prelevarea de probe de sedimente, calibrând algoritmi care corelează particulele în suspensie cu prezența microplasticului în apă.
Potrivit Universității Texas A&M, inovația constă în antrenarea algoritmilor capabili să coreleze reflexia spectrală cu concentrația de microplastice , ceea ce va permite monitorizarea retrospectivă folosind imagini satelitare arhivate . „Dispozitivele moderne permit deja identificarea sedimentelor în suspensie cu ajutorul sateliților; dar acestea nu au fost încă utilizate pentru plastic”, a declarat Kaiser.
Compania presupune că această abordare poate fi adaptată pentru urmărirea altor substanțe poluante persistente, cum ar fi substanțele perfluoroalchilice și bifenilii policlorurați. Acest lucru va extinde posibilitățile de prognozare și prevenire a poluării mediului.
În paralel, revista a publicat rezultatele validării metodei de laborator bazate pe cromatografie pirolitică-gazoasă combinată cu spectrometrie de masă în tandem. Această procedură permite determinarea cu mare precizie a concentrației a douăsprezece polimeri comuni, precum polietilenă, polipropilenă, clorură de polivinil și nailon-66, în concentrații cuprinse între 1 și 126 nanograme.
Analiza necesită pregătirea probelor adaptată fiecărei matrice : filtrare pentru apă, extracție sub presiune pentru sedimente și scindare enzimatică pentru țesuturi biologice. O problemă semnificativă a fost influența lipidelor din probele biologice, care a complicat analiza anumitor polimeri.
Autorii au elaborat o corecție bazată pe măsurarea preliminară a lipidelor, ceea ce a asigurat o precizie cu reziduuri standard relative de mai puțin de 11% în apă și sedimente și rezultate adecvate în țesuturi, în conformitate cu matricea.
Studiul, publicat în revista, arată că noua metodă permite detectarea detaliată în diferite probe din mediu . Gradul de extracție a variat de la 73% la 137% în apă și sedimente, iar pentru polimerii principali din țesutul muscular al peștilor — de la 94% la 111%, chiar și la un conținut ridicat de lipide.
Sensibilitatea crescută a detectoarelor triple cuadrupolare asigură identificarea precisă și determinarea cantitativă a poluanților plastici la niveluri reziduale, ceea ce facilitează monitorizarea sistematică.
În Golful Galveston, studiile au înregistrat concentrații mai mari de microplastice decât în alte zone de coastă ale Statelor Unite. Conform datelor publicate în revista Analytical Chemistry, în probele de apă de suprafață, conținutul de microplastice a variat între 2 și 35 micrograme pe litru, în timp ce în probele de sedimente a variat între 6,9 și 185,9 micrograme pe gram de greutate uscată.
În țesuturi, valorile au variat între 0,1 și 13,3 miligrame pe gram, concentrații deosebit de ridicate fiind înregistrate în stridii (între 7,4 și 22,6 miligrame pe gram) și ton albastru. Acest lucru indică un proces de acumulare în lanțul trofic. După cum au remarcat Gan și colegii săi: „Metoda a confirmat acumularea de plastic nu numai în apă, ci și în țesuturile peștilor și moluștelor, ceea ce indică transferul său în lanțul trofic”.
Integrarea monitorizării prin satelit și a analizei de laborator oferă avantaje complementare . Monitorizarea la distanță asigură o acoperire geografică extinsă și permite identificarea tendințelor istorice. Analiza de laborator asigură sensibilitate și precizie, ceea ce este un factor esențial pentru luarea deciziilor în domeniul sănătății și al protecției mediului.
Aceste instrumente ar putea consolida reacția autorităților de reglementare și ar putea contribui la elaborarea unor politici mai eficiente atât în domeniile afectate de activitatea industriei plasticului, cât și în evaluarea riscurilor pentru produsele alimentare.
Datele disponibile indică faptul că poluarea cu microplastice și nanoplastice afectează toate tipurile de probe de mediu analizate. Rezistența acestor materiale și capacitatea lor de a se acumula în lanțul alimentar necesită o monitorizare și un control constant în ecosistemele marine și terestre.
