Comprovada mais uma vez a biodegradação e ausência de toxicidade no ambiente marinho dos plásticos d2w™

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O estudo chamado de projeto Oxomar levou 4 anos, financiado pela Agência Nacional Francesa de Pesquisas (ANR) e concluiu:

O nível de oxidação obtido em decorrência do catalisador pró-degradante d2w™ foi considerado de importância crucial no processo de degradação. Das seis formulações testadas, o pró-oxidante Mn/Fe se mostrou o mais eficiente, sem efeitos tóxicos em nossas condições experimentais. A biodegradabilidade foi demonstrada pelo uso de culturas de bactéria de Rhodococcus rhodochrous ou por através comunidade marinha natural e complexa de microrganismos.

Projeto ANR-OXOMAR

Avaliação da biodegradabilidade e toxicidade dos plásticos oxibiodegradáveis d2w™ em ambiente marinho

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Imagem RES Brasil de apresentação dos primeiros resultados em 08/2019 no México

Justificativa: O objetivo do projeto ANR-OXOMAR é investigar se os plásticos oxibiodegradáveis serão totalmente biodegradadados, em tempo razoável, no ambiente marinho, e investigar se o plástico oxibiodegradável ou seus subprodutos geram qualquer toxidade no ambiente marinho.

A biodegradabilidade dos plásticos consiste em sua capacidade de se decompor em substâncias mais simples que podem ser totalmente convertidas em biomassa microbiana, água e CO2 através de atividade microbiana. Os plásticos oxibiodegradáveis (OXO) são feitos de polímeros convencionais, como polietileno (PE) ou polipropileno (PP) com a adição de um catalisador pró-degradante (muitas vezes um sal de manganês ou ferro) que catalisa o processo de oxidação abiótica, o qual reduz o peso molecular e permite a biodegradação.

O projeto OXOMAR é financiado pela Agência Nacional de Pesquisa Francesa (ANR) e é baseado na experiência complementar de quatro laboratórios independentes (CNEPLOMICICCFIFREMER) com extensa experiência em seus respectivos campos de atuação. O projeto começou em 2016.

Resultados: nossa abordagem multidisciplinar obteve resultados congruentes que mostram claramente que os plásticos oxibiodegradáveis se degradam na água do mar e o fazem com uma eficiência significativamente maior do que os plásticos convencionais. O nível de oxidação obtido em decorrência do catalisador pró-degradante d2w™ foi considerado de importância crucial no processo de degradação. Das seis formulações testadas, o pró-oxidante Mn/Fe se mostrou o mais eficiente, sem efeitos tóxicos em nossas condições experimentais. A biodegradabilidade foi demonstrada pelo uso de culturas de bactéria de Rhodococcus rhodochrous ou por através comunidade marinha natural e complexa de microrganismos.

Também desenvolvemos com sucesso a rotulagem 13C-OXO que nos permitirá rastrear a incorporação de carbono às células e rastrear sua mineralização completa em CO2, a fim de proporcionar uma melhor compreensão do processo.

Metodologia: O projeto OXOMAR está utilizando um grande conjunto de metodologias de alto nível e complementares, incluindo os avanços mais recentes em:

  1. Física: o envelhecimento artificial é um dos principais processos para acelerar a degradação abiótica por meio de raios UV e temperatura, e equipamentos específicos (Acelerador de envelhecimento Bandol® ou SEPAP) que foram projetados para este projeto a fim de permitir uma melhor simulação do ambiente marinho.
  2. Química: também foram desenvolvidos novos métodos analíticos em química (Espectrometria de Massa de Alta Resolução e Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear) para caracterizar os subprodutos da degradação, nomeadamente os ‘oligômeros’, os quais são provas de biodegradabilidade na fase de transição entre os polímeros iniciais e os monômeros que serão ingeridos e degradados por microrganismos para finalmente serem transformados em CO2.
  3. Microbiologia: avanços recentes em microbiologia (respirometria, metagenômica, metabolômica, sondagem de isótopos estáveis de DNA) também foram utilizados para melhor avaliar o processo de biodegradação e considerando a grande biodiversidade de microrganismos que vivem em plásticos, a chamada ‘plastisfera’.
  4. Toxicologia: um grande conjunto de organismos marinhos com diferentes níveis de sensibilidade a poluentes (incluindo o ouriço-do-mar, robalo, anfioxo, ostra e bactérias) foram utilizados como indicadores biológicos da ausência de elementos tóxicos potenciais oriundos do polímero original e seus subprodutos.

Lista de trabalhos científicos avaliados por pares relacionados ao projeto ANR-OXOMAR:

  1. Jacquin et al. (2019) Microbial ecotoxicology of marine plastic debris: a review on colonization and biodegradation by the ‘plastisphere’. Frontiers in microbiology, 10:865.
  2. Dussud et al. (2018) Evidence of niche partitioning among bacteria living on plastics, organic particles, and surrounding seawaters. Environmental Pollution, 236: 807-816.
  3. Dussud et al. (2018) Colonization of non-biodegradable and biodegradable plastics by marine microorganisms. Frontiers in microbiology, 9:1571.
  4. Chapron et al. (2018) Microplastics are a serious threat for deep-water coral reefs. Scientific reports, 8:15299.
  5. Eyheraguibel et al. (2018). Environmental scenarii for the degradation of oxo-polymers. Chemosphere. 198: 182.
  6. Eyheraguibel et al. (2017). Characterization of oxidized oligomers from polyethylene films by mass spectrometry and NMR spectroscopy before and after biodegradation by a Rhodococcus rhodochrous strain. Chemosphere, 184:366-374.

Resumo das credenciais do coordenador do projeto:

Dr. Jean-François Ghiglione é diretor de pesquisa do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) da França, sediado no Laboratoire d’Océanographie Microbienne, desde 2001. Ele é chefe da equipe de Ecotoxicologia e Engenharia Microbiana Marinha e cofundador da empresa startup Plastic@Sea. Ele é gerente adjunto da rede francesa “GDR 2050 Polymeres & Oceans” e membro do comitê científico do clube empresarial BeMed. Ele coordenou 15 projetos nacionais e internacionais e publicou 76 artigos científicos avaliados por pares em periódicos (h-index 30). Ministrou ainda 41 conferências para o público em geral e foi entrevistado em 122 artigos de imprensa e 71 reportagens de Rádio/TV.

Banyuls sur mer, 04/09/2020
Dr. Jean-François Ghiglione (coordenador do projeto)