Los microplásticos son pequeñas partículas de material plástico de tamaño inferior a 5 mm que ya se encuentran en la totalidad del medio ambiente, incrementándose cada vez más las cantidades que se vierten a los océanos, lo que ha generado gran preocupación científica y social en los últimos años, despertando el interés por conocer el impacto que estas partículas pueden tener en la salud y el medio ambiente. En la actualidad no existe un método estandarizado para el análisis de microplásticos, con lo que cada laboratorio utiliza una técnica diferente, que van desde las técnicas espectroscópicas como Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) o espectroscopia Raman hasta las técnicas cromatográficas como la pirólisis acoplada a cromatografía de gases-masas (Pyr-CG-MS) o la termoextracción-desorción acoplada a cromatografía de gases-masas (TED-CG-MS). Todas estas técnicas han probado ser útiles para la detección e identificación de microplásticos, cada una de ellas con sus ventajas y desventajas, pero es necesario optimizarlas y encontrar un método más eficiente, robusto y a la vez que sea rápido y económico para que pueda estar al alcance desde el laboratorio más avanzado hasta el más modesto y que se puedan comparar los estudios realizados por los diferentes grupos. Se han estudiado y optimizado algunas de estas técnicas, como es la Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), donde se ha conseguido cuantificar, no solo los microplásticos formados por polímeros semicristalinos, sino también los constituidos por polímeros amorfos utilizando su temperatura de transición vítrea. Por otro lado, las técnicas cromatográficas son muy útiles en el análisis, tanto cualitativo como cuantitativo, de microplásticos, ya que se trata de técnicas muy robustas que proporcionan cromatogramas que pueden considerarse huellas dactilares de los compuestos que se analizan, no presentando interferencias entre los diferentes polímeros y siendo técnicas mucho más selectivas que el DSC. En esta Tesis Doctoral se ha escogido la TED-CG-MS como técnica cromatográfica, ya que, al presentar la fase de termoextracción, por un lado podemos escoger el tipo y características de los compuestos que se quiere retener seleccionando el sorbente adecuado, y por otro lado, los compuestos más pesados, bien por formar parte de la composición de los microplásticos o por estar presentes en la matriz de la muestra, no se introducen en la columna cromatográfica, evitando muchos de los interferentes y abaratando el coste de mantenimiento de los equipos. Tradicionalmente, en esta técnica se utilizan equipos de Análisis Termogravimétrico (TGA) en la fase de termoextracción. Estos equipos presentan el inconveniente de utilizar pocillos muy pequeños donde alojar la muestra, con lo que solo se puede analizar una porción del filtro. Esto puede acarrear diferentes problemas, entre los que destaca la pérdida de masa o la contaminación debida a la manipulación del filtro. También se debe tener en cuenta que los microplásticos son partículas sólidas que se encuentran suspendidas en el medio, con lo que al filtrar la muestras éstas quedan distribuidas de manera heterogénea en la superficie del filtro, por lo que los resultados van a depender mucho de la porción de filtro que se analice. Como parte de la optimización de la técnica se ha utilizado un horno tubular para pirolizar el filtro completo, evitando la manipulación y los problemas derivados de la heterogeneidad de la muestra, además de que al pirolizar una mayor masa de muestra esta será mucho más representativa, consiguiendo señales cromatográficas más intensas, con lo que se pueden disminuir los límites de cuantificación. Otro aspecto a optimizar de esta técnica es el sorbente con el que atrapar los compuestos de termodescomposición, pues de las características que posea este sorbente va a depender los compuestos que posteriormente se podrán analizar mediante cromatografía. En la presente Tesis Doctoral se estudiaron materiales de carbón como alternativa al polidimetilsiloxano (PDMS) tradicional, constatando que estos carbones presentan una mayor capacidad de adsorción y la posibilidad de retención de los compuestos clorados provenientes de la descomposición del policloruro de vinilo (PVC). Otro aspecto muy importante en el análisis de microplásticos es la presencia de otros contaminantes que pueden interferir en los resultados cuando las muestras presentan una matriz compleja, por lo que deben eliminarse en la medida de lo posible. Tras comparar varias metodologías y concentraciones, utilizar una oxidación con H2O2 al 30 % en proporción 1:20 ha resultado ser la estrategia óptima para eliminar la materia orgánica presente, así como se aconseja realizar una hidrólisis enzimática con celulasa en las muestras de entrada a las plantas depuradoras para eliminar la gran cantidad de celulosa presente que dificulta la filtración de las muestras acuosas. Para probar la eficacia de todos estos métodos y técnicas en muestras reales se realizaron muestreos en diferentes plantas de tratamiento de aguas dentro del Grupo Veolia, abarcando diferentes matrices, desde agua potable, marina, desalada e incluso residual. Como resultado de esta Tesis se ha conseguido optimizar y validar una metodología para el análisis de microplásticos en muestras de agua, obteniéndose en Labaqua la acreditación por parte de la Entidad Nacional de Acreditación en España (ENAC) bajo el sistema de calidad ISO 17025, con número de acreditación de Labaqua 109/LE285, para el análisis cualitativo de microplásticos en muestras de agua potable, marina y continental. Esta metodología se ha introducido en la cartera de productos de Labaqua, S.A.

Os plásticos têm trazido grandes benefícios aos humanos, sendo utilizados em diversas atividades como em aplicações médicas, entretenimento e na indústria de alimento. O uso crescente de plástico e seu descarte não adequado têm contribuído para o acúmulo deste detrito no meio ambiente, em especial nos oceanos onde tendem a acumular. Dentre os detritos de plástico de maior importância atualmente estão os microplásticos, que são partículas de plástico de tamanho entre 1 μm e 5 mm. Os principais riscos que os microplásticos oferecem são sua grande capacidade de persistência e dispersão no ambiente marinho, sua grande afinidade por poluentes persistentes orgânicos, sua a ingestão pela biota e a transferência para a teia trófica marinha. Dentre os ambientes marinhos mais impactados por microplásticos, estão as praias arenosas, onde estas partículas tendem a acumular após encalharem ao serem trazidas pelo mar. Este estudo teve como objetivo avaliar a contaminação por microplásticos em uma praia de uma área de proteção marinha costeira e avaliar a toxicidade de pellets virgens e coletados nesta praia no desenvolvimento embriolarval de mexilhão marrom Perna perna. Foram realizadas coletas de microplásticos entre o período de fevereiro de 2014 a fevereiro de 2015 na praia de Paranapuã em duas regiões do perfil da praia (linha de maré alta e supralitoral). As partículas foram analisadas individualmente em laboratório e quanto a composição de seu polímero por Espectrofotômetro de Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR). Os resultados sugerem que a poluição por microplásticos na praia de Paranapuã ocorre ao longo do ano inteiro, porém variando em concentração ao longo do tempo e com um padrão de distribuição espacial irregular na praia. A concentração de microplásticos está aparentemente relacionada com a direção do vento, tendendo a ser maior quando a direção do vento é a favor da praia. A concentração de microplásticos na praia de Paranapuã (4,72 microplásticos/m²) é próxima àquela encontrada em outras praias no mundo e da região. Os experimentos de toxicidade demonstraram que tanto pellets de plástico virgens como aqueles coletados na praia inibem o desenvolvimento embriolarval de mexilhão marrom. Entretanto, os pellets coletados na praia mostraram uma alta toxicidade que resultou numa porcentagem de larvas anormais ou mortas de 100%, significativamente superior aos pellets virgens que foi de 23,5%. Acredita-se que a diferença de toxicidade entre os pellets virgens e coletados na praia pode ser causada por contaminantes adsorvidos na superfície dos pellets coletados no campo. Os resultados deste estudo sugerem que praias de áreas de proteção marinha costeira próximas a zonas urbanas e regiões portuárias apresentam risco de contaminação por plásticos. Apesar de terem acesso restrito a humanos, os microplásticos entram nestas praias através do ambiente marinho, podendo causar efeitos adversos na fauna destes ambientes. As informações deste trabalho contribuem para a melhor compreensão dos efeitos da contaminação de ambientes costeiros por microplásticos, fornecendo informações básicas para o desenvolvimento de políticas públicas voltadas para uma gestão deste tipo de poluição em áreas de proteção ambiental. / Plastics have great benefits to humans, used in various activities such as medical applications, entertainment and food industry. The increasing use of plastic and your inappropriate disposal have contributed to the accumulation of this debris in the environment, particularly in the oceans where they tend to accumulate. Among the most important plastic waste are the microplastic which are plastic particles of size between 1 μm and 5 mm. The main risks that microplastics offer are your large capacity persistence and dispersal in the marine environment, your great affinity for persistent organic pollutants and their ingestion by biota and transfer to the marine food web. Among the marine environments most impacted by microplastics are sandy beaches where these particles tend to accumulate after carried by sea. This study evaluate the contamination by microplastics on a beach of a coastal marine protected area, and assess the virgin pellets toxicity and collected on this beach in embryo-larval development of brown mussel Perna perna. Microplastics samples were collected in the period from February 2014 to February 2015 on the beach of Paranapuã in two regions of the beach (high tide line and supralittoral). The particles were analyzed individually in the laboratory and the composition of your polymer was identified for Fourier Transform infrared spectroscopy (FT-IR). The results suggest that pollution microplastics in Paranapuã beach is continuous in entire year, but varying in concentration over time and with a pattern irregular of spatial distribution on the beach. The microplastics concentration is apparently related to the wind direction, tends to be higher when the wind direction is downwind. The concentration of microplastics on the beach Paranapuã (4.72 microplastics/m²) is similar to other beaches in the world. The toxicity experiments showed that both virgin plastic pellets as those collected on the beach inhibit embryo-larval development of brown mussels. However, the pellets collected at the beach showed high toxicity resulting in abnormal or percentage of dead larvae 100%, significantly higher than for virgin pellets, which was 23.5%. It is believed that the difference in toxicity between the virgin pellets and collected on the beach can be caused by high concentration of adsorbed contaminants on the surface of the pellets collected in the field. The results of this study suggest that beaches areas of coastal marine protection near urban areas and port areas have high risk of contamination by plastics. Although this beach has access restricted to humans, microplastics enter these beaches through the marine environment, potentially causing adverse effects on the local fauna of these environments due to your high toxicity. The information from this study contribute to a better understanding of the effects of contamination of coastal environments by microplastics, providing basic information for the development of public policies for management of this type of pollution in the areas of environmental protection.

Dentre as diferentes poluições presentes nos oceanos, o plástico é provavelmente, aquele que leva aos maiores impactos ambientais, sendo encontrado de praias e manguezais à giros no meio dos oceanos. Os macroplásticos, cujo tamanho é superior a 5mm, são maiores em volume e provocam um impacto socioambiental importante, porém os microplásticos, fragmentos menores que 5mm, estão em maior quantidade e podem provocar danos em organismos marinhos filtradores como mexilhões e ostras. Apesar da sua grande presença nos oceanos, ainda não se estabeleceu com clareza se causam efeitos somente físicos, por um aumento de material particulado não orgânico ingerido, ou se seus efeitos podem ser de origem química, devido à quantidade de contaminantes que possuem. Para estudar o impacto que essas partículas têm em organismos filtradores, o mexilhão Perna perna, espécie bioindicadora abundante na costa brasileira, foi exposto a partículas de polietileno encontradas em cosméticos nacionais. O microplástico foi adquirido diretamente da indústria e precisou ser identificado. A análise de FT−IR mostrou que o plástico era polietileno de baixa densidade. Os organismos então foram expostos ao polietileno, virgem ou lixiviado, em duas concentrações (0,5 g⁄L e 2,5 g⁄L) por diferentes períodos (12,24,48,96 e 144 horas). Após os experimentos, os mexilhões foram coletados e dissecados e a resposta de seis biomarcadores foi analisada: O Tempo de Retenção do Vermelho Neutro nos hemócitos, Danos ao DNA e Lipoperoxidação nas brânquias e os níveis de três proteínas de estresse (AIF−1, pP38−MAPK e HSP−70) nas glândulas digestivas. Todos os biomarcadores foram afetados pela exposição ao polietileno, porém um padrão no resultado não pôde ser observado. Os fatores de exposição analisados (Concentração, Período e Tratamento do Plástico) individualmente, ou combinados, levaram a respostas diferentes e até mesmo opostas em alguns casos. A coleta de indivíduos de P. perna in situ na região do Porto de Santos mostrou que todos os bancos naturais possuem organismos contaminados. Os resultados deste trabalho mostram que a fisiologia do mexilhão P. perna é modificada após a exposição aguda ao polietileno. Um maior número de biomarcadores deve ser analisado futuramente para elucidar quais vias estão efetivamente sendo ativadas ou inibidas. O alto nível de contaminação dos mexilhões da região do porto de Santos é um fator alarmante que deve ser discutido pela sociedade com o intuito de se criar soluções para o problema da poluição por plástico nos oceanos antes que este afete a saúde humana. / Among all different pollutants, plastic debris is one of the main environmental impacts, being found from beaches and mangrove to gyres in the middle of the oceans. Macroplastics, with size above 5mm, are larger in volume and are an important social and environmental problem, but microplastics, fragments less than 5mm can be most harmful for filter feeding animals such as mussels and oysters. However, it is still debatable if its effects are physical, due to the increase in indigestible material; or chemical, due to plastic additives such as phthalates or PCBs. To study the impact that these particles can have in those animals, the brown mussel Perna perna (Bivalvia) an abundant and an organism easy to maintain in the laboratory, was exposed to virgin or leached polyethylene (PE) microbeads, used as abrasives in Brazilian cosmetics. Polyethylene was acquired directly from the industry and therefore needed to be identified. Analysis of FT−IR showed that the plastic was Low Density Polyethylene. The microplastic exposure had two concentrations (0.5 and 2.5g⁄l) and different periods of time (12, 24, 48, 96 and 144 hours). After the experiment, the organisms were dissected and the levels of six biomarkers were analyzed: Neutral Red Retention Time by the Hemocytes, Lipid Peroxidation and DNA Damages in the Gills and the response levels of three stress proteins (pP38−MAPK, AIF−1 and HSP−70) in the Digestive Glands. All biomarkers were affected by the PE exposure, but the results did not follow a pattern. The exposure factors analyzed (Concentration, Period of Time and Plastic Treatment), alone or combined, led to different and sometimes opposite responses. In Situ collected samples in the Santos Harbour area showed that all natural mussel\'s beds analyzed had microplastics contaminated mussels. The results of this work showed that microplastics acute exposure in P. perna modifies its physiology. More biomarkers should be used to clarify which pathways are being activated or inhibited. The high levels of contamination of important commercial mussel\'s beds in the Santos Harbour area, is an alarming sign for the community, that should start working together to solve the plastic pollution problem in our oceans before starts to affect human health.

Os plásticos têm trazido grandes benefícios aos humanos, sendo utilizados em diversas atividades como em aplicações médicas, entretenimento e na indústria de alimento. O uso crescente de plástico e seu descarte não adequado têm contribuído para o acúmulo deste detrito no meio ambiente, em especial nos oceanos onde tendem a acumular. Dentre os detritos de plástico de maior importância atualmente estão os microplásticos, que são partículas de plástico de tamanho entre 1 μm e 5 mm. Os principais riscos que os microplásticos oferecem são sua grande capacidade de persistência e dispersão no ambiente marinho, sua grande afinidade por poluentes persistentes orgânicos, sua a ingestão pela biota e a transferência para a teia trófica marinha. Dentre os ambientes marinhos mais impactados por microplásticos, estão as praias arenosas, onde estas partículas tendem a acumular após encalharem ao serem trazidas pelo mar. Este estudo teve como objetivo avaliar a contaminação por microplásticos em uma praia de uma área de proteção marinha costeira e avaliar a toxicidade de pellets virgens e coletados nesta praia no desenvolvimento embriolarval de mexilhão marrom Perna perna. Foram realizadas coletas de microplásticos entre o período de fevereiro de 2014 a fevereiro de 2015 na praia de Paranapuã em duas regiões do perfil da praia (linha de maré alta e supralitoral). As partículas foram analisadas individualmente em laboratório e quanto a composição de seu polímero por Espectrofotômetro de Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR). Os resultados sugerem que a poluição por microplásticos na praia de Paranapuã ocorre ao longo do ano inteiro, porém variando em concentração ao longo do tempo e com um padrão de distribuição espacial irregular na praia. A concentração de microplásticos está aparentemente relacionada com a direção do vento, tendendo a ser maior quando a direção do vento é a favor da praia. A concentração de microplásticos na praia de Paranapuã (4,72 microplásticos/m²) é próxima àquela encontrada em outras praias no mundo e da região. Os experimentos de toxicidade demonstraram que tanto pellets de plástico virgens como aqueles coletados na praia inibem o desenvolvimento embriolarval de mexilhão marrom. Entretanto, os pellets coletados na praia mostraram uma alta toxicidade que resultou numa porcentagem de larvas anormais ou mortas de 100%, significativamente superior aos pellets virgens que foi de 23,5%. Acredita-se que a diferença de toxicidade entre os pellets virgens e coletados na praia pode ser causada por contaminantes adsorvidos na superfície dos pellets coletados no campo. Os resultados deste estudo sugerem que praias de áreas de proteção marinha costeira próximas a zonas urbanas e regiões portuárias apresentam risco de contaminação por plásticos. Apesar de terem acesso restrito a humanos, os microplásticos entram nestas praias através do ambiente marinho, podendo causar efeitos adversos na fauna destes ambientes. As informações deste trabalho contribuem para a melhor compreensão dos efeitos da contaminação de ambientes costeiros por microplásticos, fornecendo informações básicas para o desenvolvimento de políticas públicas voltadas para uma gestão deste tipo de poluição em áreas de proteção ambiental. / Plastics have great benefits to humans, used in various activities such as medical applications, entertainment and food industry. The increasing use of plastic and your inappropriate disposal have contributed to the accumulation of this debris in the environment, particularly in the oceans where they tend to accumulate. Among the most important plastic waste are the microplastic which are plastic particles of size between 1 μm and 5 mm. The main risks that microplastics offer are your large capacity persistence and dispersal in the marine environment, your great affinity for persistent organic pollutants and their ingestion by biota and transfer to the marine food web. Among the marine environments most impacted by microplastics are sandy beaches where these particles tend to accumulate after carried by sea. This study evaluate the contamination by microplastics on a beach of a coastal marine protected area, and assess the virgin pellets toxicity and collected on this beach in embryo-larval development of brown mussel Perna perna. Microplastics samples were collected in the period from February 2014 to February 2015 on the beach of Paranapuã in two regions of the beach (high tide line and supralittoral). The particles were analyzed individually in the laboratory and the composition of your polymer was identified for Fourier Transform infrared spectroscopy (FT-IR). The results suggest that pollution microplastics in Paranapuã beach is continuous in entire year, but varying in concentration over time and with a pattern irregular of spatial distribution on the beach. The microplastics concentration is apparently related to the wind direction, tends to be higher when the wind direction is downwind. The concentration of microplastics on the beach Paranapuã (4.72 microplastics/m²) is similar to other beaches in the world. The toxicity experiments showed that both virgin plastic pellets as those collected on the beach inhibit embryo-larval development of brown mussels. However, the pellets collected at the beach showed high toxicity resulting in abnormal or percentage of dead larvae 100%, significantly higher than for virgin pellets, which was 23.5%. It is believed that the difference in toxicity between the virgin pellets and collected on the beach can be caused by high concentration of adsorbed contaminants on the surface of the pellets collected in the field. The results of this study suggest that beaches areas of coastal marine protection near urban areas and port areas have high risk of contamination by plastics. Although this beach has access restricted to humans, microplastics enter these beaches through the marine environment, potentially causing adverse effects on the local fauna of these environments due to your high toxicity. The information from this study contribute to a better understanding of the effects of contamination of coastal environments by microplastics, providing basic information for the development of public policies for management of this type of pollution in the areas of environmental protection.

Há tempos a ubiquidade dos materiais plásticos no meio ambiente é assunto de discussão, com destaque para as partículas menores, ditas microplásticos (< 5 milímetros). Fibras provenientes de materiais têxteis são um subgrupo dos microplásticos e têm origem em diversas fontes, incluindo lavagens domesticas, uma vez que filtros de lavadoras e sistemas de tratamento de esgoto não são desenhados especificamente para retê-las. Quando no meio ambiente, estes materiais podem alcançar concentrações até milhares de unidades por metro cúbico, ficando disponíveis a uma gama de espécies. Neste cenário, o presente estudo teve como objetivo avaliar parâmetros de lavagem, e características têxteis que pudessem influenciar no desprendimento de fibras em efluentes de lavadoras domesticas. Foram realizados experimentos com dez sucessivas lavagens individuais, com e sem detergente, para quatro tipos de artigo: algodão (como padrão de comparação), acrílico, poliéster e poliamida. Os efluentes foram então filtrados (< 1 milímetro, 500 mícrons, 63 mícrons, 8 mícrons) e pesados. Resultados demonstram que todos os artigos têxteis liberaram fibras na lavagem. Dez sucessivas lavagens representaram queda na massa desprendida, bem como o uso de detergentes em comparação a lavagens sem detergente. Diferenças entre artigos sugeriram variação conforme características têxteis, onde algodão liberou mais fibras, seguido de acrílico, poliamida e poliéster. Em relação ao tamanho das fibras, a maioria ficou retida no filtro da lavadora (< 1 milímetro) e na peneira de 63 mícrons, mostrando o potencial de diminuição de porosidade do filtro. A visualização de fibras em papel-filtro de 8 mícrons sugere a existência de fibras micro e nano. Convertendo massa para numero de unidades, a lavagem individual de um artigo têxtil mostrou desprender entre milhares e centenas de milhares de fibras. Para uma extrapolação mundial, cerca de 40,4 mil toneladas de algodão e 21,5 mil toneladas de fibras sintéticas seriam liberadas em efluentes de esgoto. No Brasil estes valores corresponderiam, respectivamente, a 1,6 mil e 860 toneladas ano. Caso fossem tratadas em estações de tratamento de esgoto em condições ideais, seriam liberadas, em um ano, cerca de 737 toneladas de fibras sintéticas em escala mundial e 29 toneladas em escala nacional. Uma vez em cursos d\'água, estas fibras atingiriam, em ultima instância, o ambiente marinho, indicando a necessidade por soluções que combatam este tipo de poluição, sem antes deixar de explorar as lacunas do conhecimento, relacionadas, no âmbito têxtil, especialmente às diferenças metodológicas entre os estudos. / Since decades, the ubiquity of plastic materials in the environment has been a matter of discussion. Smaller pieces, named microplastic (< 5 millimeters) gained more attention recently and are now the focus of several studies. Textile fibers are a subgroup of microplastics and can be originated from several sources, including domestic washings, once filters and sewage treatment plants are not specifically designed to retain them. In the environment, these materials can reach concentrations up to millions of units per cubic meter, being available to many species. The objective of the present study was to evaluate washing parameters and also textile characteristics, which could influence in fibers emission from domestic washing machines. Experiments were done in ten successive times, with and without detergent, for four types of articles: cotton (as a pattern for comparison), acrylic, polyester and polyamide. Resulting effluents were then filtered in different porosities (< 1 millimeter, 500 microns, 63 microns, 8 microns), weighted, related to mass of textile articles and simulated regarding number of fibers. Results demonstrated that all textile articles emitted fibers during domestic washings. Ten successive washings represented a decrease in the emitted mass, as well as the use of detergent in relation to washings without the product. Differences between articles suggested variation of results according to textile characteristics, where the ranking of emission was: cotton, acrylic, polyamide and polyester. When considering the size of fibers, the majority was retained in the filter of the washing machine (porosity < 1 millimiter) and in 63 microns sieve, when compared to 500 microns sieve, showing the importance of the filter of the washing machine and the potential to decrease its porosity. Fibers retained in the filter- paper of 8 microns, couldnt be weighted because of its low mass, but their visualization suggests the existence of fibers in micro and nano scales. Converting mass to number of fibers, one individual washing was responsible for something between thousands and hundred of thousands of units. When extrapolating values to a global perspective, it reaches something around 40.4 thousand tonnes of cotton per year and 21.5 thousand tonnes of synthetic fibers per year. In a Brazilian perspective, these values correspond, respectively, to 1.6 thousand tonnes year and 860 tonnes year. If this effluents were all treated in sewage treatment plants, in ideal conditions, still they would release something like 737 tonnes of synthetic fibers per year in a global scale and 29 tonnes of synthetic fibers per year in a national scale. Once in water bodies, those fibers would reach the marine environment, indicating the necessity of solutions that could impair this kind of pollution, not before solving knowledge gaps, specially related, in the textile area, to methodology differences between studies

Neste trabalho foram analisados sedimentos marinhos de três praias da Baía de Guanabara (praia de São Bento e praia da Bica, na Ilha do Governador, e praia de São Francisco, em Niterói), Rio de Janeiro, para avaliar a presença de microplásticos (fragmentos plásticos com tamanho &#8804; 5 mm) nestes ambientes. Os detritos plásticos visíveis (macroplástico) foram separados dos sedimentos manualmente e pesados. Os detritos plásticos não visíveis foram separados por densidade com solução saturada de cloreto de sódio. Os fragmentos plásticos obtidos com a separação por densidade foram caracterizados por microscopia óptica para avaliar forma e superfície, e foram classificados e quantificados em função de seu tamanho. Os fragmentos microplásticos foram separados e caracterizados por espectrometria de absorção na região do infravermelho por reflexão atenuada (ATR FT IR). Os espectros obtidos foram comparados com espectros padrão de polímeros. As três praias se apresentam contaminadas com lixo macroplástico e com lixo microplástico. Na praia da Bica, foram coletados 173 fragmentos, dos quais 73% são microplásticos. Na praia de São Bento foram 81 fragmentos e na praia de São Francisco foram 73 fragmentos, dos quais 70% e 86%, respectivamente, são microplásticos. Nas três praias foram encontrados fragmentos microplásticos de poliestireno expandido. Nas praias da Bica e de São Bento foram encontrados fragmentos de polietileno; nas praias de São Bento e São Francisco foram encontrados fragmentos microplásticos de polipropileno. O descarte irregular de lixo e atividades industriais e comerciais no entorno da baía podem ser apontados como possíveis fontes contaminantes / In this study samples of sediment of three beaches of Guanabara Bay, Rio de Janeiro, (São Bento beach and Bica beach, in Ilha do Governador and São Francisco beach, in Niterói) were analyzed to investigate the contamination with microplastics (plastic fragments &#8804; 5 mm). Samples of sediment were examined by naked eye to sort items of plastic debris from other materials. After separation plastic items were weighted. Non visible plastic debris were separated from sediments by density difference applying a concentrated saline NaC&#8467; solution. Plastic fragments picked up from supernatant were characterized by optical microscopy to analyze morphology and classified in size fractions. From sediments of Bica beach were collected 173 plastic fragments and 73% of them were microplastic. In São Bento beach were collected 81 fragments and in São Francisco beach were collected 73 fragments, from which 70% and 86%, respectively, were microplastic. The three beaches are contaminated with both microplastic and macroplastic. Microplastic fragments were characterized by ATR FT IR. Expanded polystyrene microplastic fragments were found in sediments of the three beaches. Polyethylene microplastic fragments were found in sediments of Bica and São Bento beaches and polypropylene microplastic fragments were found in sediments of São Bento and São Francisco beaches. Littering, illegal-dumping and industrial activities are possible sources of microplastic contamination of Guanabara Bay

Neste trabalho foram analisados sedimentos marinhos de três praias da Baía de Guanabara (praia de São Bento e praia da Bica, na Ilha do Governador, e praia de São Francisco, em Niterói), Rio de Janeiro, para avaliar a presença de microplásticos (fragmentos plásticos com tamanho &#8804; 5 mm) nestes ambientes. Os detritos plásticos visíveis (macroplástico) foram separados dos sedimentos manualmente e pesados. Os detritos plásticos não visíveis foram separados por densidade com solução saturada de cloreto de sódio. Os fragmentos plásticos obtidos com a separação por densidade foram caracterizados por microscopia óptica para avaliar forma e superfície, e foram classificados e quantificados em função de seu tamanho. Os fragmentos microplásticos foram separados e caracterizados por espectrometria de absorção na região do infravermelho por reflexão atenuada (ATR FT IR). Os espectros obtidos foram comparados com espectros padrão de polímeros. As três praias se apresentam contaminadas com lixo macroplástico e com lixo microplástico. Na praia da Bica, foram coletados 173 fragmentos, dos quais 73% são microplásticos. Na praia de São Bento foram 81 fragmentos e na praia de São Francisco foram 73 fragmentos, dos quais 70% e 86%, respectivamente, são microplásticos. Nas três praias foram encontrados fragmentos microplásticos de poliestireno expandido. Nas praias da Bica e de São Bento foram encontrados fragmentos de polietileno; nas praias de São Bento e São Francisco foram encontrados fragmentos microplásticos de polipropileno. O descarte irregular de lixo e atividades industriais e comerciais no entorno da baía podem ser apontados como possíveis fontes contaminantes / In this study samples of sediment of three beaches of Guanabara Bay, Rio de Janeiro, (São Bento beach and Bica beach, in Ilha do Governador and São Francisco beach, in Niterói) were analyzed to investigate the contamination with microplastics (plastic fragments &#8804; 5 mm). Samples of sediment were examined by naked eye to sort items of plastic debris from other materials. After separation plastic items were weighted. Non visible plastic debris were separated from sediments by density difference applying a concentrated saline NaC&#8467; solution. Plastic fragments picked up from supernatant were characterized by optical microscopy to analyze morphology and classified in size fractions. From sediments of Bica beach were collected 173 plastic fragments and 73% of them were microplastic. In São Bento beach were collected 81 fragments and in São Francisco beach were collected 73 fragments, from which 70% and 86%, respectively, were microplastic. The three beaches are contaminated with both microplastic and macroplastic. Microplastic fragments were characterized by ATR FT IR. Expanded polystyrene microplastic fragments were found in sediments of the three beaches. Polyethylene microplastic fragments were found in sediments of Bica and São Bento beaches and polypropylene microplastic fragments were found in sediments of São Bento and São Francisco beaches. Littering, illegal-dumping and industrial activities are possible sources of microplastic contamination of Guanabara Bay

Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2015-05-05T13:01:12Z No. of bitstreams: 2 Tese André Lima 2015.pdf: 9468616 bytes, checksum: 368471bf6b36ab55149c6f708e3661fa (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-05T13:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese André Lima 2015.pdf: 9468616 bytes, checksum: 368471bf6b36ab55149c6f708e3661fa (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / CNPq / Estuários são considerados ambientes importantes por promover refúgio, alimentação, reprodução e crescimento, além de servir como possíveis habitats de berçário para muitas espécies de peixes. Estudos sobre os padrões de movimento da comunidade ictioplanctônica dentro do ecossistema estuarino são de grande importância para entender como as espécies utilizam os recursos disponíveis para completar os seus ciclos de vida através das variações temporais e espaciais das diferentes fases ontogenéticas. Entretanto, a complexidade hidrodinâmica dos estuários não só influencia os organismos vivos, mas também materiais inanimados, tais como os detritos plásticos, atuando em sua retenção ou transporte para outros ambientes. Os detritos plásticos, associados ao aumento da urbanização das bacias hidrográficas, se originam principalmente em terra devido ao descarte impróprio, acidental ou desastres naturais. Durante seu tempo na terra, no mar ou nos estuários, os plásticos se fragmentam em microplásticos (< 5 mm). Flutuações sazonais de larvas de peixes e detritos plásticos (< 5mm) e suas quantidades em relação ao seston (organismos vivos e partículas não-vivas) foram estudadas ao longo do gradiente de salinidade do estuário do Rio Goiana (Resex Acaú-Goiana PE/PB) (Entre Abril, 2012 até Março, 2013). Além disso, a influência lunar na distribuição de larvas de peixes, zooplâncton e detritos plásticos (< 5 mm <) em canais de maré do mesmo estuário foi estudada durante um ciclo lunar (Entre Abril e Maio, 2008). Os taxa mais abundantes no canal principal foram Rhinosardinia bahiensis e Harengula sp., seguidos por Trinectes maculatus. Estes contaram 78,7% da captura total. Larvas de espécies marinhas (n = 15) dominaram o sistema. A flutuação sazonal da cunha salina parece regular a distribuição das larvas de peixes e de microplásticos ao longo do sistema. A densidade total de microplásticos (26,1 itens 100 m-3) representou metade da densidade total de larvas (53,9 ind. 100 m-3) e foi comparável com a densidade de ovos de peixes (32,4 ind. 100 m-3). Plásticos moles, duros, filamentos e fragmentos tintas de barco foram encontrados nas amostras (n = 216). Suas origens são provavelmente a bacia de drenagem do rio, o mar e a pesca, incluindo a pesca de lagosta). Em algumas ocasiões, a densidade de microplásticos ultrapassou a de ictioplâncton. Durante o início da estação chuvosa, zooplâncton e larvas de peixes apresentaram densidades baixas no estuário superior. No estuário intermediário, a maior densidade de larvas de peixes coincidiu com as altas concentrações de zooplâncton. No final da estação chuvosa, o fluxo rio abaixo foi responsável pelo transporte do plâncton total e dos microplásticos para a região próxima à costa. A maior quantidade de microplásticos foi observada durante o final da estação chuvosa (14 itens 100m-3), quando o ambiente está sob a influência de maior vazão do rio, o que induz o escoamento dos fragmentos de plásticos para o estuário inferior. No início da estação seca, a densidade total do plâncton aumenta rio acima. No final da estação seca, o “bloom” de zooplâncton no estuário inferior resultaram em altas densidades de larvas (12,74 ind. 100m-3) e ovos de peixes (14,65 ind. 100m-3), indicando que peixes marinhos utilizam a porção inferior como áreas de desova durante o verão. Além disso, Cetengraulis edentulus, Anchovia clupeoides e R. bahiensis foram as larvas de peixes mais abundantes (56.6%) em canais de maré da porção inferior do estuário, independente da fase da lua. A lua cheia teve influência positiva na densidade de Gobionellus oceanicus, Cynoscion acoupa e Atherinella brasiliensis, e a lua nova em Ulaema lefroyi. As luas cheia e nova também influenciaram o número de zoé e megalopa de U. cordatus, e protozoé e larva de camarão Caridae, bem como o número de plásticos duros e moles de ambos os tamanhos < 5 mm e > 5 mm. Micro e macroplásticos contaminaram todos os 12 canais de maré estudados. A densidade de fragmentos plásticos é similar à do terceiro táxon mais abundante, R. bahiensis (4,8 ind 100m-3). C. edentulus e R. bahiensis mostraram forte correlação com a lua quarto crescente, quando há menos zooplâncton. A lua quarto crescente também teve uma influência positiva nas altas densidades de micro filamentos plásticos nos canais. Anchovia clupeoides, Diapterus rhombeus, U. lefroyi e microplásticos duros tiveram associação com diferentes fases da lua, ocorrendo quando copépoda calanoida, larva de Caridae e zoé de U. cordatus foram abundantes nos canais. Cynoscion acoupa, G. oceanicus e A. brasiliensis, tiveram forte associação com a lua cheia, quando protozoé de Caridae e megalopa de U. cordatus também estavam altamente disponíveis, bem como plásticos duros e moles > 5mm, e tintas de barco e plásticos moles < 5mm. As fases da lua influenciaram a assembléia faunal e a poluição por plástico, mudando suas composições entre diferentes estágios de marés dentro dos canais da porção inferior do estuário do Rio Goiana. Esses resultados reforçam a importância do canal principal e dos canais de maré para proteção e estratégias alimentares. Além disso, a assembleia de larvas de peixes do estuário do Rio Goiana inclui muitas espécies que ocorrem no sistema como juvenis e adultos, confirmando o uso do estuário como berçário.

Há tempos a ubiquidade dos materiais plásticos no meio ambiente é assunto de discussão, com destaque para as partículas menores, ditas microplásticos (< 5 milímetros). Fibras provenientes de materiais têxteis são um subgrupo dos microplásticos e têm origem em diversas fontes, incluindo lavagens domesticas, uma vez que filtros de lavadoras e sistemas de tratamento de esgoto não são desenhados especificamente para retê-las. Quando no meio ambiente, estes materiais podem alcançar concentrações até milhares de unidades por metro cúbico, ficando disponíveis a uma gama de espécies. Neste cenário, o presente estudo teve como objetivo avaliar parâmetros de lavagem, e características têxteis que pudessem influenciar no desprendimento de fibras em efluentes de lavadoras domesticas. Foram realizados experimentos com dez sucessivas lavagens individuais, com e sem detergente, para quatro tipos de artigo: algodão (como padrão de comparação), acrílico, poliéster e poliamida. Os efluentes foram então filtrados (< 1 milímetro, 500 mícrons, 63 mícrons, 8 mícrons) e pesados. Resultados demonstram que todos os artigos têxteis liberaram fibras na lavagem. Dez sucessivas lavagens representaram queda na massa desprendida, bem como o uso de detergentes em comparação a lavagens sem detergente. Diferenças entre artigos sugeriram variação conforme características têxteis, onde algodão liberou mais fibras, seguido de acrílico, poliamida e poliéster. Em relação ao tamanho das fibras, a maioria ficou retida no filtro da lavadora (< 1 milímetro) e na peneira de 63 mícrons, mostrando o potencial de diminuição de porosidade do filtro. A visualização de fibras em papel-filtro de 8 mícrons sugere a existência de fibras micro e nano. Convertendo massa para numero de unidades, a lavagem individual de um artigo têxtil mostrou desprender entre milhares e centenas de milhares de fibras. Para uma extrapolação mundial, cerca de 40,4 mil toneladas de algodão e 21,5 mil toneladas de fibras sintéticas seriam liberadas em efluentes de esgoto. No Brasil estes valores corresponderiam, respectivamente, a 1,6 mil e 860 toneladas ano. Caso fossem tratadas em estações de tratamento de esgoto em condições ideais, seriam liberadas, em um ano, cerca de 737 toneladas de fibras sintéticas em escala mundial e 29 toneladas em escala nacional. Uma vez em cursos d\'água, estas fibras atingiriam, em ultima instância, o ambiente marinho, indicando a necessidade por soluções que combatam este tipo de poluição, sem antes deixar de explorar as lacunas do conhecimento, relacionadas, no âmbito têxtil, especialmente às diferenças metodológicas entre os estudos. / Since decades, the ubiquity of plastic materials in the environment has been a matter of discussion. Smaller pieces, named microplastic (< 5 millimeters) gained more attention recently and are now the focus of several studies. Textile fibers are a subgroup of microplastics and can be originated from several sources, including domestic washings, once filters and sewage treatment plants are not specifically designed to retain them. In the environment, these materials can reach concentrations up to millions of units per cubic meter, being available to many species. The objective of the present study was to evaluate washing parameters and also textile characteristics, which could influence in fibers emission from domestic washing machines. Experiments were done in ten successive times, with and without detergent, for four types of articles: cotton (as a pattern for comparison), acrylic, polyester and polyamide. Resulting effluents were then filtered in different porosities (< 1 millimeter, 500 microns, 63 microns, 8 microns), weighted, related to mass of textile articles and simulated regarding number of fibers. Results demonstrated that all textile articles emitted fibers during domestic washings. Ten successive washings represented a decrease in the emitted mass, as well as the use of detergent in relation to washings without the product. Differences between articles suggested variation of results according to textile characteristics, where the ranking of emission was: cotton, acrylic, polyamide and polyester. When considering the size of fibers, the majority was retained in the filter of the washing machine (porosity < 1 millimiter) and in 63 microns sieve, when compared to 500 microns sieve, showing the importance of the filter of the washing machine and the potential to decrease its porosity. Fibers retained in the filter- paper of 8 microns, couldnt be weighted because of its low mass, but their visualization suggests the existence of fibers in micro and nano scales. Converting mass to number of fibers, one individual washing was responsible for something between thousands and hundred of thousands of units. When extrapolating values to a global perspective, it reaches something around 40.4 thousand tonnes of cotton per year and 21.5 thousand tonnes of synthetic fibers per year. In a Brazilian perspective, these values correspond, respectively, to 1.6 thousand tonnes year and 860 tonnes year. If this effluents were all treated in sewage treatment plants, in ideal conditions, still they would release something like 737 tonnes of synthetic fibers per year in a global scale and 29 tonnes of synthetic fibers per year in a national scale. Once in water bodies, those fibers would reach the marine environment, indicating the necessity of solutions that could impair this kind of pollution, not before solving knowledge gaps, specially related, in the textile area, to methodology differences between studies

Dentre as diferentes poluições presentes nos oceanos, o plástico é provavelmente, aquele que leva aos maiores impactos ambientais, sendo encontrado de praias e manguezais à giros no meio dos oceanos. Os macroplásticos, cujo tamanho é superior a 5mm, são maiores em volume e provocam um impacto socioambiental importante, porém os microplásticos, fragmentos menores que 5mm, estão em maior quantidade e podem provocar danos em organismos marinhos filtradores como mexilhões e ostras. Apesar da sua grande presença nos oceanos, ainda não se estabeleceu com clareza se causam efeitos somente físicos, por um aumento de material particulado não orgânico ingerido, ou se seus efeitos podem ser de origem química, devido à quantidade de contaminantes que possuem. Para estudar o impacto que essas partículas têm em organismos filtradores, o mexilhão Perna perna, espécie bioindicadora abundante na costa brasileira, foi exposto a partículas de polietileno encontradas em cosméticos nacionais. O microplástico foi adquirido diretamente da indústria e precisou ser identificado. A análise de FT&minus;IR mostrou que o plástico era polietileno de baixa densidade. Os organismos então foram expostos ao polietileno, virgem ou lixiviado, em duas concentrações (0,5 g&frasl;L e 2,5 g&frasl;L) por diferentes períodos (12,24,48,96 e 144 horas). Após os experimentos, os mexilhões foram coletados e dissecados e a resposta de seis biomarcadores foi analisada: O Tempo de Retenção do Vermelho Neutro nos hemócitos, Danos ao DNA e Lipoperoxidação nas brânquias e os níveis de três proteínas de estresse (AIF&minus;1, pP38&minus;MAPK e HSP&minus;70) nas glândulas digestivas. Todos os biomarcadores foram afetados pela exposição ao polietileno, porém um padrão no resultado não pôde ser observado. Os fatores de exposição analisados (Concentração, Período e Tratamento do Plástico) individualmente, ou combinados, levaram a respostas diferentes e até mesmo opostas em alguns casos. A coleta de indivíduos de P. perna in situ na região do Porto de Santos mostrou que todos os bancos naturais possuem organismos contaminados. Os resultados deste trabalho mostram que a fisiologia do mexilhão P. perna é modificada após a exposição aguda ao polietileno. Um maior número de biomarcadores deve ser analisado futuramente para elucidar quais vias estão efetivamente sendo ativadas ou inibidas. O alto nível de contaminação dos mexilhões da região do porto de Santos é um fator alarmante que deve ser discutido pela sociedade com o intuito de se criar soluções para o problema da poluição por plástico nos oceanos antes que este afete a saúde humana. / Among all different pollutants, plastic debris is one of the main environmental impacts, being found from beaches and mangrove to gyres in the middle of the oceans. Macroplastics, with size above 5mm, are larger in volume and are an important social and environmental problem, but microplastics, fragments less than 5mm can be most harmful for filter feeding animals such as mussels and oysters. However, it is still debatable if its effects are physical, due to the increase in indigestible material; or chemical, due to plastic additives such as phthalates or PCBs. To study the impact that these particles can have in those animals, the brown mussel Perna perna (Bivalvia) an abundant and an organism easy to maintain in the laboratory, was exposed to virgin or leached polyethylene (PE) microbeads, used as abrasives in Brazilian cosmetics. Polyethylene was acquired directly from the industry and therefore needed to be identified. Analysis of FT&minus;IR showed that the plastic was Low Density Polyethylene. The microplastic exposure had two concentrations (0.5 and 2.5g&frasl;l) and different periods of time (12, 24, 48, 96 and 144 hours). After the experiment, the organisms were dissected and the levels of six biomarkers were analyzed: Neutral Red Retention Time by the Hemocytes, Lipid Peroxidation and DNA Damages in the Gills and the response levels of three stress proteins (pP38&minus;MAPK, AIF&minus;1 and HSP&minus;70) in the Digestive Glands. All biomarkers were affected by the PE exposure, but the results did not follow a pattern. The exposure factors analyzed (Concentration, Period of Time and Plastic Treatment), alone or combined, led to different and sometimes opposite responses. In Situ collected samples in the Santos Harbour area showed that all natural mussel\'s beds analyzed had microplastics contaminated mussels. The results of this work showed that microplastics acute exposure in P. perna modifies its physiology. More biomarkers should be used to clarify which pathways are being activated or inhibited. The high levels of contamination of important commercial mussel\'s beds in the Santos Harbour area, is an alarming sign for the community, that should start working together to solve the plastic pollution problem in our oceans before starts to affect human health.