<\/p>\n
El pl\u00e1stico se ha convertido en un material esencial en la vida de los seres humanos, utiliz\u00e1ndose en una gran variedad de industrias y sectores. En los a\u00f1os 50 se produjeron un mill\u00f3n y medio de toneladas de pl\u00e1stico y esta cantidad se ha incrementado hasta 2016, donde se fabricaron 335 millones de toneladas. El aumento de la generaci\u00f3n de estos residuos pl\u00e1sticos y en muchos casos, su mala gesti\u00f3n, provocan la contaminaci\u00f3n de los ecosistemas [1].<\/p>\n
Cuando los residuos pl\u00e1sticos llegan al medio ambiente sufren procesos de degradaci\u00f3n f\u00edsica, qu\u00edmica y biol\u00f3gica, form\u00e1ndose pl\u00e1sticos de menor tama\u00f1o, los micropl\u00e1sticos, que tienen un tama\u00f1o inferior a 5 mm. Estos micropl\u00e1sticos se pueden dividir en:<\/p>\n
- \n
- Primarios<\/em>, que son fabricados de ese tama\u00f1o y se a\u00f1aden a productos de la vida cotidiana de las personas, como en las pastas de dientes, exfoliantes, cosm\u00e9ticos, entre otros [2].<\/li>\n
- Secundarios <\/em>son los que se degradan de pl\u00e1sticos de mayor tama\u00f1o debido a condiciones ambientales como la luz solar, viento y corrientes de agua [2].<\/li>\n<\/ul>\n
A su vez, estos micropl\u00e1sticos se pueden degradar en part\u00edculas de menor tama\u00f1o, los nanopl\u00e1sticos, que cuentan con un tama\u00f1o de entre 0,001 y 0,1 \u03bcm.<\/p>\n
Estos contaminantes generan gran preocupaci\u00f3n por su potencial ecotoxicidad, su capacidad de bioacumulaci\u00f3n en los seres vivos junto con sustancias adsorbidas en ellos (productos farmac\u00e9uticos, metales pesados y microorganismos pat\u00f3genos, entre otros) y adem\u00e1s por la magnificaci\u00f3n de sus efectos en la cadena tr\u00f3fica [3]. Son considerados contaminantes de preocupaci\u00f3n emergente [4], es decir, compuestos desconocidos o no reconocidos cuya presencia en el medio ambiente, alimentos o agua, en cualquier producto natural o artificial, o en cualquier ser vivo, no es necesariamente nueva, pero s\u00ed es el conocimiento de las posibles consecuencias perjudiciales de su existencia.<\/p>\n
Los efectos negativos de la presencia de estos micro y nanopl\u00e1sticos han sido ampliamente estudiados en ecosistemas acu\u00e1ticos, pero tambi\u00e9n se han hallado en ecosistemas de agua dulce, sedimentos, suelos y en la atm\u00f3sfera [5].<\/p>\n
Las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) tienen por objetivo el saneamiento de las aguas y asegurar que su calidad est\u00e9 en condiciones \u00f3ptimas antes de devolverla a los cauces, mediante la eliminaci\u00f3n de los s\u00f3lidos en suspensi\u00f3n, la materia org\u00e1nica y los pat\u00f3genos presente en el agua. Este proceso se lleva a cabo a trav\u00e9s de un complejo sistema que consta de redes de drenaje urbano y otro tipo de estructuras, que captan el agua y las conducen hasta las depuradoras [6]. En las EDAR, el agua sigue un recorrido donde se somete a diferentes tratamientos, como se muestra en la figura 1.<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/files\/2022\/09\/UAH_Sep22_Fig1-1024x484.png\")
<\/p>\nFigura 1. Esquema de una estaci\u00f3n depuradora de aguas residuales<\/em>.<\/p>\n
Sin embargo, las EDAR son consideradas como la principal fuente de emisi\u00f3n de micropl\u00e1sticos al ecosistema acu\u00e1tico, al actuar como punto de encuentro de los residuos provenientes de la deposici\u00f3n atmosf\u00e9rica y de las aguas dom\u00e9sticas e industriales [5, 7].<\/p>\n
Al ser las EDAR las principales emisoras de micro y nanopl\u00e1sticos, \u00bfhay tecnolog\u00edas para el retirado de estos de las aguas residuales?<\/strong><\/p>\n
Las EDAR no est\u00e1n dise\u00f1adas para la eliminaci\u00f3n de los micro y nanopl\u00e1sticos, si bien los tratamientos que se aplican durante el saneamiento del agua pueden resultar \u00fatiles para la retirada parcial de estos.<\/p>\n
Estos procesos pueden ser f\u00edsicos, qu\u00edmicos y biol\u00f3gicos, a continuaci\u00f3n, se mencionan algunos de ellos.<\/p>\n
Procesos f\u00edsicos<\/u>:<\/p>\n
- \n
- Los filtros de arena r\u00e1pida<\/em> son filtros que utilizan arena de cuarzo y antracita como materiales filtrantes. Es un mecanismo eficaz, pero depende de las interacciones hidrof\u00edlicas entre los micropl\u00e1sticos y la arena, ya que pueden quedar retenidos de manera irreversible [8].<\/em><\/li>\n
- La adsorci\u00f3n<\/em> podr\u00eda ser un m\u00e9todo valido para la eliminaci\u00f3n de los micropl\u00e1sticos. Se exponen diferentes medios adsorbentes tales como \u00f3xido de grafeno y quitina para la adsorci\u00f3n de los micropl\u00e1sticos mediante enlaces de hidr\u00f3geno y atracciones electroest\u00e1ticas [9]. El alginato segregado por las algas y microalgas tambi\u00e9n ser\u00eda un buen adsorbente. El carb\u00f3n activado granular tambi\u00e9n es un buen adsorbente capaz de retirar los micropl\u00e1sticos del agua residual. En nanopl\u00e1sticos se ha observado que la utilizaci\u00f3n de fibras de celulosa biodegradables funciona como material adsorbente [10].<\/li>\n<\/ul>\n
Procesos qu\u00edmicos<\/u>:<\/p>\n
- \n
- La coagulaci\u00f3n<\/em> permite mediante la adici\u00f3n de coagulantes atrapar los micropl\u00e1sticos en los gr\u00e1nulos. Combinada con un proceso de sedimentaci\u00f3n se mejora el proceso. El coagulante que mejor funciona es el sulfato de aluminio [8]. En cuanto a la eliminaci\u00f3n de micropl\u00e1sticos por coagulaci\u00f3n, se muestran eficiencias altas utilizando iones Calcio-Aluminio [10].<\/li>\n
- Los procesos de oxidaci\u00f3n avanzada<\/em> son populares en estaciones depuradoras, estos procesos oxidan los micropl\u00e1sticos, los degradan, pero no los eliminan, produciendo que estos pl\u00e1sticos de peque\u00f1o tama\u00f1o se escamen o dependiendo del proceso, se podr\u00edan generar enlaces no deseables, como pasa al aplicar el proceso de cloraci\u00f3n ya que se crea el enlace Cl-C, generando m\u00e1s toxicidad ya que tiene la posibilidad de adsorber nuevos contaminantes [5].<\/li>\n<\/ul>\n
Procesos biol\u00f3gicos<\/u>:<\/p>\n
- \n
- Captaci\u00f3n de micropl\u00e1sticos mediante fangos activados y biopel\u00edculas<\/em> Una porci\u00f3n se retiene en estos sistemas y otra se deprende acabando en los fangos de depuradora [9, 11]<\/li>\n
- Los biorreactores de membrana<\/em>, sistemas de membranas, normalmente de micro y ultrafiltraci\u00f3n (los tama\u00f1os de poro son de 0,1 a 50 \u03bcm y de 0,001 a 0,1 \u03bcm, respectivamente) cubiertas con biopel\u00edculas, que permiten atrapar los contaminantes) son eficaces en la eliminaci\u00f3n de los micropl\u00e1sticos del agua residual [5, 11]<\/li>\n<\/ul>\n
- \n
- Biodegradaci\u00f3n<\/em>:<\/li>\n<\/ul>\n
La gran mayor\u00eda de los micropl\u00e1sticos acaban en los fangos de depuradora, donde habitan una gran cantidad de microorganismos y bacterias. Algunos de estos organismos son capaces de degradar de manera parcial pol\u00edmeros de pl\u00e1stico como se comenta a continuaci\u00f3n.<\/p>\n
- \n
- El tereftalato de polietileno (PET) al tener un anillo alif\u00e1tico es un compuesto recalcitrante y dif\u00edcil de degradar, algunas enzimas hidrolasas son capaces de romper los enlaces, como lipasas, carboxilasas, cutinasas, esterasas entre otras. Cabe destacar a Ideonella sakaiensis<\/em> como bacteria degradadora de este tipo de pl\u00e1stico [12].<\/li>\n
- En cuanto al polietileno (PE), debido a su alto peso molecular los tiempos de degradaci\u00f3n son largos, pero tanto hongos como bacterias pueden degradarlos. Por ejemplo, el g\u00e9nero Pseudomonas<\/em> juega un papel importante en la degradaci\u00f3n del polietileno de baja densidad (LDPE) [12].<\/li>\n
- No hay estudiadas muchas especies que degraden el polipropileno (PP) [12].<\/li>\n
- Con respecto al poliestireno (PS), tambi\u00e9n es un compuesto recalcitrante, pero muchas bacterias utilizan como fuente de carbono el mon\u00f3mero de estireno, como Pseudomonas<\/em>, Rhodococcus <\/em>y Nocardia<\/em>, entre otros [12].<\/li>\n<\/ul>\n
Los micro y nanopl\u00e1sticos se encuentran en todos los ecosistemas y pueden llegar a los organismos, \u00bfqu\u00e9 efectos podr\u00edan causar? <\/strong><\/p>\n
Como se ha mencionado anteriormente, estos micro y nanopl\u00e1sticos pueden causar efectos en los seres vivos. La introducci\u00f3n de este contaminante desde el eslab\u00f3n m\u00e1s bajo de la cadena tr\u00f3fica podr\u00eda ser un problema para la salud humana, ya que se consumen alimentos contaminados. Se han detectado micro y nanopl\u00e1sticos en productos como la sal de mesa, miel, az\u00facar y en el agua embotellada [13]. Se introducen en los organismos mediante la ingesta y respiraci\u00f3n, causando da\u00f1os en estos sistemas y pudiendo causar retardo en el crecimiento, da\u00f1os neurol\u00f3gicos, cambios hormonales y c\u00e1ncer debido a la presencia de aditivos y sustancias que llevan adsorbidas en su superficie. En la tabla 1 se recogen los efectos causados en diferentes especies de animales.<\/p>\n
Se han encontrado micropl\u00e1sticos de diferentes tama\u00f1os y composici\u00f3n en la placenta humana de varias embarazadas con las que se realiz\u00f3 el estudio, sin saber los efectos que podr\u00edan causar en los fetos [14].<\/p>\n
En la tabla 1, se resumen los da\u00f1os recientemente reportados para diferentes pol\u00edmeros y organismos acu\u00e1ticos.<\/p>\n
Tabla 1. Efectos causados por diferentes tipos de pl\u00e1sticos sobre diversos organismos<\/em><\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/files\/2022\/09\/UAH_Sep22_Tabla1-1024x534.png\")
<\/p>\nEl grupo Bioe<\/strong> (http:\/\/www.bioelectrogenesis.es\/<\/a>; Twitter: @Bioe_Group; Facebook: Bioelectrogenesis), del \u00e1rea de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica de la Universidad de Alcal\u00e1, investiga sobre procesos biol\u00f3gicos avanzados, basados en la estimulaci\u00f3n electroqu\u00edmica microbiana, para dar soluciones m\u00e1s eficientes y sostenibles a los problemas asociados a la presencia de contaminantes de preocupaci\u00f3n emergente en el agua residual. Este art\u00edculo es parte del Trabajo Fin de M\u00e1ster de Marina Bastante Rabad\u00e1n, desarrollado en el M\u00e1ster en Hidrolog\u00eda y Gesti\u00f3n de Recursos H\u00eddricos, con apoyo de investigadores de Bioe.<\/p>\n
Referencias: <\/strong><\/p>\n
[1] <\/strong>Godoy, V., Bl\u00e1zquez, G., Calero, M., Quesada, L., Mart\u00edn-Lara, M.A., 2019. The potential of microplastics as carriers of metals. Environmental Pollution, 255, 113363. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.envpol.2019.113363<\/a><\/p>\n
[2] <\/strong>Ahmed, R., Hamid, A.K., Krebsbach, S.A., He, J., Wang, D., 2022. Critical review of microplastics removal from the environment. Chemosphere. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.chemosphere.2022.133557<\/a><\/p>\n
[3]<\/strong> Wang, Q., Zhang, Y., Wangjin, X., Wang, Y., Meng, G., Chen, Y., 2020. The adsorption behavior of metals in aqueous solution by microplastics effected by UV radiation. Journal of Environmental Sciences, 87, 272 \u2013 280. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jes.2019.07.006<\/a><\/p>\n
[4] <\/strong>Azizi, N., Nasseri, S., Nodehi, R.N., Jaafarzadeh, N., Pirsaheb, M., 2022. Evaluation of conventional wastewater treatment plants efficiency to remove microplastics in terms of abundance, size, shape, and type: A systematic review and Meta-analysis. Marine Pollution Bulletin. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.marpolbul.2022.113462<\/a><\/p>\n
[5]<\/strong> Liu, W., Zhang, J., Liu, H., Guo, X., Zhang, X., Yao, X., Cao, Z., Zhang, T., 2021. A review of the removal of microplastics in global wastewater treatment plants: Characteristics and mechanisms. Environment International. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.envint.2020.106277<\/a><\/p>\n
[6]<\/strong> Canal de Isabel II., nd. https:\/\/www.canaldeisabelsegunda.es\/saneamiento<\/a><\/p>\n
[7]<\/strong> Bakaraki Turan, N., Sari Erkan, H., Onkal Engin, G., 2021. Microplastics in wastewater treatment plants: Occurrence, fate and identification. Process Safety and Environmental Protection. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.psep.2020.08.039<\/a><\/p>\n
[8]<\/strong> Xu, J., Wang, X., Zhang, Z., Yan, Z., Zhang, Y., 2021. Effects of chronic exposure to different sizes and polymers of microplastics on the characteristics of activated sludge. Science of the Total Environment 783. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.scitotenv.2021.146954<\/a><\/p>\n
[9]<\/strong> Joseph, A., Naseem, A., Vijayanandan, A., 2022. Microplastics in Wastewater Treatment Plants: Occurrence, Fate and Mitigation Strategies, in: Energy, Environment, and Sustainability. Springer Nature, 81\u2013100. https:\/\/doi.org\/10.1007\/978-981-16-8367-1_5<\/a><\/p>\n
[10]<\/strong> Ali, I., Ding, T., Peng, C., Naz, I., Sun, H., Li, J., Liu, J., 2021. Micro- and nanoplastics in wastewater treatment plants: Occurrence, removal, fate, impacts and remediation technologies \u2013 A critical review. Chemical Engineering Journal. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.cej.2021.130205<\/a><\/p>\n
[11]<\/strong> Zhang, X., Chen, J., Li, J., 2020. The removal of microplastics in the wastewater treatment process and their potential impact on anaerobic digestion due to pollutants association. Chemosphere. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.chemosphere.2020.126360<\/a><\/p>\n
<\/p>\n
[12]<\/strong> Hou, L., Kumar, D., Yoo, C.G., Gitsov, I., Majumder, E.L.W., 2021. Conversion and removal strategies for microplastics in wastewater treatment plants and landfills. Chemical Engineering Journal 406. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.cej.2020.126715<\/a><\/p>\n
[13]<\/strong> Jiang, B., Kauffman, A.E., Li, L., McFee, W., Cai, B., Weinstein, J., Lead, J.R., Chatterjee, S., Scott, G.I., Xiao, S., 2020. Health impacts of environmental contamination of micro- And nanoplastics: A review. Environmental Health and Preventive Medicine. https:\/\/doi.org\/10.1186\/s12199-020-00870-9<\/a><\/p>\n
[14]<\/strong> Ragusa, A., Svelato, A., Santacroce, C., Catalano, P., Notarstefano, V., Carnevali, O., Papa, F., Rongioletti, M.C.A., Baiocco, F., Draghi, S., D\u2019Amore, E., Rinaldo, D., Matta, M., Giorgini, E., 2021. Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta. Environment International. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.envint.2020.106274<\/a><\/p>\n
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Los micro y nanopl\u00e1sticos son considerados contaminantes de preocupaci\u00f3n emergente, ya se han convertido en un problema mundial por su presencia en ecosistemas acu\u00e1ticos, terrestres y a\u00e9reos. Los principales emisores de estos contaminantes a los ecosistemas acu\u00e1ticos son las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), puesto que s\u00f3lo logran eliminar parte de estos. La fracci\u00f3n de pl\u00e1sticos que escapa al ecosistema fluvial y terrestre causa efectos negativos en las especies que all\u00ed habitan, incluidos los seres humanos. Por lo tanto, es de gran importancia no s\u00f3lo minimizar su llegada a las aguas superficiales reduciendo el uso de pl\u00e1sticos, sino que\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":42,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134103"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/users\/42"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=134103"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134103\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":134108,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134103\/revisions\/134108"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=134103"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=134103"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=134103"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
- En cuanto al polietileno (PE), debido a su alto peso molecular los tiempos de degradaci\u00f3n son largos, pero tanto hongos como bacterias pueden degradarlos. Por ejemplo, el g\u00e9nero Pseudomonas<\/em> juega un papel importante en la degradaci\u00f3n del polietileno de baja densidad (LDPE) [12].<\/li>\n
- El tereftalato de polietileno (PET) al tener un anillo alif\u00e1tico es un compuesto recalcitrante y dif\u00edcil de degradar, algunas enzimas hidrolasas son capaces de romper los enlaces, como lipasas, carboxilasas, cutinasas, esterasas entre otras. Cabe destacar a Ideonella sakaiensis<\/em> como bacteria degradadora de este tipo de pl\u00e1stico [12].<\/li>\n
- Los biorreactores de membrana<\/em>, sistemas de membranas, normalmente de micro y ultrafiltraci\u00f3n (los tama\u00f1os de poro son de 0,1 a 50 \u03bcm y de 0,001 a 0,1 \u03bcm, respectivamente) cubiertas con biopel\u00edculas, que permiten atrapar los contaminantes) son eficaces en la eliminaci\u00f3n de los micropl\u00e1sticos del agua residual [5, 11]<\/li>\n<\/ul>\n
- Los procesos de oxidaci\u00f3n avanzada<\/em> son populares en estaciones depuradoras, estos procesos oxidan los micropl\u00e1sticos, los degradan, pero no los eliminan, produciendo que estos pl\u00e1sticos de peque\u00f1o tama\u00f1o se escamen o dependiendo del proceso, se podr\u00edan generar enlaces no deseables, como pasa al aplicar el proceso de cloraci\u00f3n ya que se crea el enlace Cl-C, generando m\u00e1s toxicidad ya que tiene la posibilidad de adsorber nuevos contaminantes [5].<\/li>\n<\/ul>\n
- La adsorci\u00f3n<\/em> podr\u00eda ser un m\u00e9todo valido para la eliminaci\u00f3n de los micropl\u00e1sticos. Se exponen diferentes medios adsorbentes tales como \u00f3xido de grafeno y quitina para la adsorci\u00f3n de los micropl\u00e1sticos mediante enlaces de hidr\u00f3geno y atracciones electroest\u00e1ticas [9]. El alginato segregado por las algas y microalgas tambi\u00e9n ser\u00eda un buen adsorbente. El carb\u00f3n activado granular tambi\u00e9n es un buen adsorbente capaz de retirar los micropl\u00e1sticos del agua residual. En nanopl\u00e1sticos se ha observado que la utilizaci\u00f3n de fibras de celulosa biodegradables funciona como material adsorbente [10].<\/li>\n<\/ul>\n
- Secundarios <\/em>son los que se degradan de pl\u00e1sticos de mayor tama\u00f1o debido a condiciones ambientales como la luz solar, viento y corrientes de agua [2].<\/li>\n<\/ul>\n