Un método prometedor para la degradación de nanoplásticos en agua

Un equipo de ambientólogos, químicos e ingenieros químicos de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y la Universidad Nacional de Mar del Plata (Argentina) ha investigado la aplicación del método de tratamiento foto-Fenton para degradar nanoplásticos de poliestireno en agua.

Este método combina una fuente de luz (radiación UV-Vis) con bajas concentraciones de hierro (como catalizador homogéneo) para activar la descomposición del agua oxigenada (H2O2) en especies altamente oxidantes. Estas especies pueden degradar distintos contaminantes persistentes en moléculas inofensivas, como dióxido de carbono y agua, operando en condiciones ambientales.

Los resultados, publicados en el Journal of Environmental Chemical Engineering, revelan que el proceso foto-Fenton logra una degradación completa y rápida de nanoplásticos de poliestireno en agua, superando significativamente los niveles de eliminación de otros procesos fotocatalíticos mencionados en estudios anteriores. Además, este tratamiento puede adaptarse a mayores concentraciones de nanoplásticos y a partículas de mayor tamaño, ajustando la dosis de reactivos y prolongando el tiempo de tratamiento.

Con base en estos hallazgos, el proceso foto-Fenton presenta un alto potencial como etapa de purificación (tratamiento terciario) en las instalaciones de las EDAR. “Este método podría combinarse con procesos de separación tradicionales, como la filtración con membranas, para mejorar la degradación de contaminantes plásticos, reduciendo su dispersión y su impacto, y garantizando la producción de agua regenerada de alta calidad”, declaran los autores.

El estudio fue llevado a cabo por Jorge Garcia, David Ortiz, Carla di Luca, Macarena Munoz, Jaime Carbajo, Zahara Martínez de Pedro y José Antonio Casas de Pedro, en colaboración con la empresa de base tecnológica CAPTOPLASTIC S.L.

El desafío de los residuos plásticos

Gracias a sus destacadas propiedades, los plásticos son omnipresentes en nuestro entorno y se han convertido en un pilar esencial de la "cultura del descarte". Para contextualizar, en 2021, la producción mundial de plástico alcanzó casi 390 millones de toneladas, y se prevé que esta cifra se duplique en las próximas dos décadas.

En este panorama, la excesiva producción y la inadecuada gestión de los residuos plásticos emerge como uno de los principales desafíos medioambientales del siglo XXI. La vida útil de los productos plásticos varía desde un día (plásticos de un solo uso) hasta más de 50 años. Al desecharse, sólo el 12% se utiliza para recuperación energética, el 9% se recicla, el 8% termina en vertederos y, lamentablemente, un 71% se dispersa en el medio ambiente.

Esta situación representa una grave amenaza para los ecosistemas, ya que estos materiales pueden persistir durante años, tardando décadas o incluso siglos en degradarse.

Una vez en el medio ambiente, los residuos se fragmentan en microplásticos (< 5 mm) y nanoplásticos (< 1 µm). La dispersión de nanoplásticos es especialmente alarmante, ya que, debido a su tamaño, pueden penetrar membranas biológicas y afectar el funcionamiento celular, causando daños en los seres vivos.

El agua es el principal medio de transporte de micro- y nanoplásticos en el ambiente. Las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) han sido identificadas como puntos críticos en la propagación de esta contaminación. Aunque las actuales instalaciones de las EDAR pueden eliminar más del 90% de los contaminantes plásticos, la cantidad liberada en cuerpos de agua sigue siendo preocupantemente alta. Por ello, es urgente desarrollar nuevas tecnologías de tratamiento de agua que prevengan la emisión de micro- y nanoplásticos desde las EDAR.

_____________________

Referencia bibliográfica:

Di Luca, C.; Garcia, J.; Ortiz, D.; Munoz, M.; Carbajo, J.; De Pedro, Z.M.; Casas, J.A. (2023). “Mineralization of polystyrene nanoplastics in water by photo-Fenton oxidation”. Journal of Environmental Chemical Engineering, 11, 110755.

 doi: 10.1016/j.jece.2023.110755

Más cultura científica en UAM Gazette