Plástico de base biológica e tecidos com mistura de plástico não são biodegradáveis ​​no oceano

Por Lauren Fimbres Madeira – Universidade da Califórnia – San Diego – 24 de maio de 2023 – O primeiro experimento desse tipo no Scripps Pier encontra apenas fibras naturais degradadas no ambiente marinho; tecidos plásticos permanecem intactos um ano depois – Foto: Sarah-Jeanne Royer – Projeto de gaiola usado para o experimento do fundo do mar que ocorreu no Ellen Browning Scripps Memorial Pier no Scripps Institution of Oceanography em 2019.

A poluição plástica é onipresente na sociedade e, embora sacolas, copos e garrafas de plástico possam vir à mente, os plásticos também são cada vez mais usados ​​para fazer roupas, tapetes e outros tecidos.

Um novo estudo do Scripps Institution of Oceanography da UC San Diego, publicado em 24 de maio na revista PLOS One, rastreou pela primeira vez a capacidade de tecidos naturais, sintéticos e mistos de biodegradar diretamente no oceano.

A autora responsável, Sarah-Jeanne Royer, conduziu o experimento no Ellen Browning Scripps Memorial Pier e descobriu que os tecidos de celulose natural e à base de madeira se degradavam em um mês.

Tecidos feitos de ácido polilático (PLA), o chamado plástico biodegradável, e o óleo à base de misturas têxteis, não mostraram sinais de degradação mesmo depois de mais de um ano submerso no oceano.

Implantação das gaiolas para o experimento da superfície do mar que ocorreu no Ellen Browning Scripps Memorial Pier no Scripps Institution of Oceanography em 2019. Foto: Sarah-Jeanne Royer.

“Este estudo mostra a necessidade de padronizar testes para ver se os materiais promovidos como compostáveis ​​ou biodegradáveis ​​realmente se biodegradam em um ambiente natural”, disse Royer, que realizou a pesquisa enquanto era pós-doutorando no laboratório Dimitri Deheyn da Scripps Oceanography. 

Atualmente, Royer permanece afiliado à Scripps Oceanography como pesquisador visitante da Hawaiʻi Pacific University. 

“O que pode biodegradar em um ambiente industrial não necessariamente se biodegrada no ambiente natural e pode acabar como poluente marinho e ambiental.” 

Imagens surpreendentes de aterros cheios de montanhas de roupas jogadas fora no Chile e no Quênia mostram as ramificações globais da moda rápida. 

Estima-se que 62% dos têxteis – 68 milhões de toneladas – são agora feitos de fibras plásticas e misturas plásticas, que podem persistir no meio ambiente por décadas a séculos. 

Têxteis sintéticos também criam poluição plástica devido ao desprendimento de microfibras durante o uso e lavagem regulares. 

A maioria das máquinas de lavar não é projetada para filtrar as microfibras, que acabam nas águas residuais e, por fim, no oceano.

Plásticos de base biológica feitos de recursos naturais renováveis, como amido de milho ou cana-de-açúcar, têm sido comercializados como uma solução potencial para o problema do plástico. (NOTA DA FUNVERDE = NÃO É)

O PLA é um desses polímeros no mercado de plásticos de base biológica, muitas vezes rotulado como biodegradável e compostável. 

A equipe escolheu este tecido para o estudo devido ao seu uso extensivo como substituto de materiais à base de óleo e não biodegradáveis. 

Para o experimento, dez tipos diferentes de tecidos foram usados, incluindo celulose à base de madeira (conhecida comercialmente como Lyocell, Modal e Viscose); celulose natural (algodão virgem orgânico e algodão virgem não orgânico); plástico de base biológica (PLA); plástico à base de óleo (tereftalato de polietileno e polipropileno) e misturas de tecido de Lyocell misturado com poliéster e polipropileno. 

Todos estes são comumente usados ​​na indústria têxtil. 

O tereftalato de polietileno é um tipo de poliéster frequentemente comercializado como um tecido reciclado.

O polipropileno é usado em têxteis, tapetes, geotêxteis, materiais de embalagem e têxteis médicos descartáveis, como máscaras.

Configuração experimental para experimentos de superfície e fundo do mar no Ellen Browning Scripps Memorial Pier localizado na Scripps Institution of Oceanography em La Jolla, Califórnia.

As amostras têxteis foram colocadas em contêineres de fluxo implantados tanto na superfície do mar quanto no fundo do mar, a aproximadamente 10 metros (32 pés) de profundidade. 

As amostras foram examinadas a cada sete dias com imagens tiradas e pequenos pedaços removidos de amostras duplicadas para exame posterior no laboratório.

Isso incluiu microscopia eletrônica de varredura para examinar as fibras em alta resolução e espectroscopia Raman para obter informações sobre a composição química e a estrutura molecular das fibras.

As amostras foram então submersas novamente, em um processo que durou 231 dias na superfície do mar e 196 dias no fundo do mar. 

Tempo de desintegração em dias para cinco tipos selecionados de materiais expostos às águas costeiras no Ellen Browning Scripps Memorial Pier em La Jolla, Califórnia. Crédito Figura 1 do estudo.

Após a conclusão do experimento Scripps Pier, as amostras foram transferidas para o Experimental Aquarium at Scripps Oceanography, onde as amostras foram expostas a condições controladas de fluxo de água do mar. 

Enquanto os têxteis naturais à base de celulose se desintegraram repetidamente em 30 a 35 dias, os materiais à base de óleo e de base biológica não mostraram sinais de desintegração, mesmo após um total de 428 dias. 

“Os materiais naturais à base de celulose se desintegrariam em cerca de um mês, então trocaríamos por uma nova amostra depois que a antiga se desintegrasse”, disse Royer. 

“As amostras naturais à base de celulose foram replicadas cinco vezes, enquanto os outros materiais permaneceram os mesmos por mais de um ano.”

O exame das amostras por meio de microscopia eletrônica permitiu ao biólogo marinho da Scripps, Dimitri Deheyn, autor sênior do estudo, medir o tamanho e a estrutura de cada fibra. 

As fibras naturais tornaram-se mais finas com o tempo, enquanto o diâmetro das fibras plásticas permaneceu o mesmo, não apresentando sinais de biodegradação. 

O co-autor do estudo, Francesco Greco, realizou a análise de espectroscopia Raman no Departamento de Geologia da Northwest University, na China, observando a degradação estrutural-química das fibras. 

Greco, agora no Weizmann Institute of Science, encontrou mudanças significativas na impressão digital química dos materiais à base de celulose, enquanto os bioplásticos e os plásticos à base de óleo permaneceram inalterados. 

As misturas de fibras, que entrelaçam fios de fibras naturais com fios de plástico à base de óleo ou bio, são frequentemente promovidas como uma alternativa mais sustentável aos têxteis feitos inteiramente de plásticos sintéticos. 

Este estudo mostrou, no entanto, que apenas as fibras naturais à base de celulose nas misturas se degradaram, enquanto a porção à base de óleo permaneceu intacta. 

Além disso, o mesmo tipo de tecido foi testado em um biorreator de sistema fechado por uma empresa independente, que replica um ambiente marinho em um sistema interno fechado. 

O biorreator permitiu medições da porcentagem de dióxido de carbono produzido pela atividade microbiana usando os tecidos como nutrientes, o que foi usado como um proxy para medir a biodegradabilidade. 

Os materiais à base de celulose apresentaram biodegradação completa em 28 dias, enquanto as fibras à base de óleo e de origem biológica não apresentaram nenhum sinal de biodegradação. 

Os autores do estudo observam que o plástico PLA de base biológica, comercializado como um material ecologicamente promissor, e o polietileno tereftalato e o polipropileno à base de óleo representam uma importante fonte de poluição causada pelo homem e o destino de como esses materiais agem em um ambiente natural. deve ser mais explorada. 

Dra. Sarah-Jeanne Royer, avaliando o estado das amostras que estavam incubadas por mais de um ano em gaiolas. Foto: Holly Nelson

“Este estudo comparativo destaca como nossa linguagem é crucial em relação aos plásticos”, disse Deheyn.

“De fato, um bioplástico como o PLA, comumente considerado biodegradável no meio ambiente porque contém o prefixo ‘bio’, na verdade não é nada disso.”

Diante desses resultados, Royer e a equipe esperam que os consumidores se tornem mais conscientes do poder de suas próprias escolhas.

“Os consumidores que estão preocupados com a poluição do plástico de microfibra devem estar atentos aos materiais que estão comprando”, disse Royer. 

“Todos devemos ter como objetivo comprar menos roupas, procurar opções mais circulares e sustentáveis ​​que reaproveitem itens como trocas de roupas e grupos de comprar nada. Se precisar comprar algo, opte por materiais naturais e de alta qualidade, como merino, lã ou material à base de celulose.” 

O estudo foi financiado pela iniciativa Biomimicry for Emerging Science and Technology (BEST) do laboratório Deheyn com contribuições de Lenzing, The Walter Munk Foundation for the Oceans e Preserve Calavera. 

A análise Raman foi apoiada pelo Plano Jovens Mil Talentos da China. 

Além de Royer, Deheyn e Greco, Michaela Kogler, da Lenzing, é coautora do estudo.