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A poluição plástica é aparentemente 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 Umpela primeira vez, rastreou a capacidade de tecidos naturais, sintéticos e mistos de se biodegradar diretamente no oceano.
A autora principal, Sarah-Jeanne Royer, conduziu um 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. Têxteis sintéticos, incluindo os chamados materiais plásticos compostáveis, como o ácido polilático (PLA), e as porções sintéticas de misturas têxteis, não mostraram sinais de degradação mesmo depois de mais de um ano submersos no oceano.
“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 Hawaii 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 – sejam 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. 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 petróleo.
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.
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.
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 foram replicadas cinco vezes, enquanto as amostras de plástico permaneceram as mesmas 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 a parte natural da fibra se degradou, permanecendo intacta a parte plástica da mistura.
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 poliláctico 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.
“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 nós devemos procurar comprar menos roupas, optar por materiais à base de celulose de alta qualidade, como algodão, merino ou lã, que durarão mais, ou procurar opções mais circulares e sustentáveis que reaproveitem itens como trocas de roupas e grupos de comprar nada. “
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.
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