A pesar del creciente número de pruebas sobre la potencial toxicidad de los nanoplásticos para las plantas, los invertebrados y los vertebrados, nuestra comprensión de la transferencia de plásticos en las redes alimentarias es limitada. Por ejemplo, se sabe poco sobre los nanoplásticos en los ecosistemas del suelo y su absorción por los organismos del suelo, a pesar de que el suelo agrícola puede recibir nanoplásticos de diferentes fuentes, como la deposición atmosférica, el riego con aguas residuales, la aplicación de lodos de depuradora con fines agrícolas y el uso de películas de acolchado La medición de la absorción de nanoplásticos del suelo por parte de las plantas, en particular de las hortalizas y frutas en suelos agrícolas, es por tanto un paso fundamental para revelar si los nanoplásticos pueden llegar a las plantas comestibles y, en consecuencia, a las redes alimentarias, y en qué medida. Los investigadores de la Universidad de Finlandia Oriental han desarrollado una novedosa técnica basada en huellas metálicas para detectar y medir los nanoplásticos en los organismos y, en este nuevo estudio, la han aplicado a una cadena alimentaria modelo formada por tres niveles tróficos, es decir, la lechuga
Una novedosa técnica basada en huellas metálicas para detectar y medir los nanoplásticos en los organismos
Un nuevo estudio de la Universidad de Finlandia Oriental demuestra que las lechugas pueden absorber nanoplásticos del suelo y transferirlos a la cadena alimentaria.
Los nanoplásticos circulan por la cadena alimentaria
La preocupación por la contaminación por plásticos se ha generalizado tras comprobarse que los plásticos mal gestionados en el medio ambiente se descomponen en trozos más pequeños conocidos como microplásticos y nanoplásticos. Es probable que los nanoplásticos, debido a su pequeño tamaño, puedan atravesar las barreras fisiológicas y entrar en los organismos.
Los nanoplásticos pueden ascender por la cadena alimentaria desde las plantas a los insectos y desde los insectos a los peces.
"Nuestros resultados muestran que la lechuga puede absorber nanoplásticos del suelo y transferirlos a la cadena alimentaria. Esto indica que la presencia de diminutas partículas de plástico en el suelo podría estar asociada a un riesgo potencial para la salud de los herbívoros y de los seres humanos si se comprueba que estos hallazgos son generalizables a otras plantas y cultivos y a entornos de campo.
Mediante un microscopio electrónico de barrido, los investigadores analizaron las plantas, las larvas y los peces disecados. Las imágenes mostraron que los nanoplásticos eran absorbidos por las raíces de las plantas y se acumulaban en las hojas. Después, los nanoplásticos se transferían de la lechuga contaminada a los insectos Las imágenes del sistema digestivo de los insectos mostraron que tanto los nanoplásticos de PS como los de PVC estaban presentes en la boca y en el intestino, incluso después de permitirles vaciar sus intestinos durante 24 horas. El número de nanoplásticos de PS en los insectos era significativamente menor que el número de nanoplásticos de PVC, lo que coincide con el menor número de partículas de PS en la lechuga. Cuando los peces se alimentaron de los insectos contaminados, se detectaron partículas en los tejidos de las branquias, el hígado y el intestino de los peces, mientras que no se encontraron partículas en el tejido cerebral.
Sin embargo, es urgente seguir investigando sobre el tema", concluye el autor principal, el Dr. Fazel Monikh , de la Universidad de Finlandia Oriental.
como productor primario, las larvas de la mosca soldado negra como consumidor primario y el pez insectívoro (cucaracha) como consumidor secundario. Los investigadores utilizaron residuos de plástico habituales en el medio ambiente, como nanoplásticos de poliestireno (PS) y cloruro de polivinilo (PVC).
Las plantas de lechuga se expusieron a los nanoplásticos durante 14 días a través del suelo contaminado, tras lo cual se cosecharon y se alimentaron con insectos (larvas de mosca soldado negra, que se utilizan como fuente de proteínas en muchos países). Después de cinco días de alimentación con lechuga, los insectos fueron alimentados con los peces durante cinco días.
Aquí,alimentarias.mostramos que la lechuga absorbe 250 nm de poliestireno marcado con gadolinio (PS) y cloruro de polivinilo (PVC) SMP del suelo. El tipo de polímero influye en la biodistribución de las partículas en la lechuga (raíces y hojas) y en el número de partículas transferidas de las plantas a los insectos que se alimentan de la lechuga tratada.
Los plásticos submicrométricos (SMP, tamaño < 1 μm) son potencialmente absorbidos por las plantas.
Los SMP se transfirieron además de insectos a peces que se alimentan de insectos para acumularse principalmente en el hígado de los peces. No se liberó Gd de las partículas tras la biotransformación (formación de corona de proteína en las partículas) en las plantas o insectos. Sin embargo, se detectó ion Gd en peces alimentados con insectos tratados con PS SMP, lo que indica la posible degradación de las partículas. No se detectó biomagnificación en peces para ninguno de los tipos de SMP. Concluimos que las partículas de plástico pueden transferirse potencialmente del suelo a las redes alimentarias y la composición química de los plásticos influye en su biodistribución y transferencia trófica en los organismos.
de las larvas de insectos al pescado
Plásticoskg.porpartículasdeNúmerosubmicrónicos1Branquias Intestino hígado
Transferencia del suelo a la lechuga
Los microplásticos (1 mmm < tamaño < 5 mm) son peores
insectosTransferencia
Esporas en el suelo
Surgen serias preocupaciones sobre hasta qué punto los SMP pueden transferirse de las plantas a las redes
Transferencia de la lechuga a las larvas de
Nuestro estudio anterior mostró que los PS SMP pueden transferirse de algas a dafnia a través de la exposición dietética. Ahora es importante comprender cómo la composición química (tipo polímero) de los SMP influye en su transferencia trófica en una cadena alimentaria más compleja. Además, la biomagnificación de las partículas de plástico aún se desconoce, lo que debe explorarse.
Dado que los SMP representan un tipo muy diverso de materiales, incluidos el poliestireno (PS), el cloruro de polivinilo (PVC) y el polietileno (PE), se podría esperar que la absorción y la transferencia trófica de los SMP puedan diferir entre varios tipos de SMP, incluso entre partículas del mismo tamaño.
Poco se sabe sobre los SMP en los ecosistemas del suelo y su absorción por los organismos del suelo, a pesar del reciente descubrimiento de plantas que pueden absorber SMP y transportar las partículas a sus brotes. El suelo agrícola está recibiendo potencialmente SMP de diferentes fuentes, como la deposición atmosférica, el riego con aguas residuales, la aplicación de lodos de aguas residuales con fines agrícolas y el uso de película de acolchado. Por ejemplo, se ha estimado que las tierras de cultivo en América del Norte y Europa reciben anualmente 63.000 430.000 y 44.000 300.000 toneladas de partículas de plástico, respectivamente. La medición de la absorción de SMP del suelo por las plantas, particularmente las hortalizas y las frutas en los suelos agrícolas, es, por lo tanto, un paso crítico para revelar si y en qué medida los SMP pueden abrirse camino en las plantas comestibles y, en consecuencia, en las redes alimentarias. No hay información sobre la transferencia trófica de SMP de las plantas a los primeros consumidores, lo que puede indicar un peligro directo para los seres humanos a través de la ingestión. No existe un método analítico disponible que pueda rastrear y medir directamente los SMP en los cuerpos de los organismos. Recientemente hemos utilizado el enfoque de atrapar metales en SMP para facilitar la medición de las partículas utilizando el metal como proxy. Los materiales particulados pueden ser biotransformados en el cuerpo de los organismos, lo que cambia dinámicamente las propiedades fisicoquímicas (por ejemplo, tamaño, forma y química de la superficie) de las partículas.
Estos datos podrían no ser directamente transferibles a partículas de plástico con un tamaño inferior a 100 nm, análogos a los nanomateriales de ingeniería, porque existen diferencias dramáticas entre los nanomateriales de ingeniería y los SMP, por ejemplo, en términos de composición química y densidad. Por lo tanto, es fundamental comprender si los SMP se transfieren en las redes alimentarias y en qué medida.
Por ejemplo, las tripas de las lombrices de tierra contienen bacterias que potencialmente degradan el polietileno (PE) de baja densidad.
Los plásticos se producen y utilizan en cantidades exponencialmente crecientes. Los desechos plásticos se han encontrado en casi todas partes. La preocupación por la contaminación plástica se ha generalizado después de que se dio cuenta de que los plásticos mal administrados en el medio ambiente se descomponen en piezas más pequeñas conocidas como microplásticos (1 μm < tamaño < 5 mm) y, recientemente, plásticos submicrométricos (SMP < 1 μm), principalmente como resultado de procesos de meteorización como la degradación térmica, la abrasión por oxidación. El pequeño tamaño de los SMP probablemente les permite pasar a través de barreras fisiológicas y entrar en los organismos. A pesar del creciente cuerpo de evidencia sobre la toxicidad potencial de los SMP para las plantas, invertebrados y vertebrados, nuestra comprensión de la transferencia de plástico en las redes alimentarias es limitada.
Ya se ha informado que el pequeño tamaño de los nanomateriales metálicos diseñados, como el oro, permite que las partículas penetren en los tejidos de los organismos y se transfieran a las cadenas alimentarias.
La transferencia trófica a menudo se considera un peligro de los contaminantes persistentes. A diferencia de los productos químicos disueltos, la absorción y la transferencia trófica de materiales particulados como los SMP podrían estar influenciados por las propiedades fisicoquímicas de las partículas, como su tamaño, forma y composición química.
Manto
Por lo tanto, cuando se utiliza este enfoque, se debe monitorear la estabilidad de los SMP y la liberación de metales en los medios fisiológicos.
Las larvas de la polilla de la cera y los gusanos de la harina son capaces de degradar tanto el PE como el polipropileno. La biotransformación también ocurre cuando los SMP ingresan a los fluidos fisiológicos de los organismos, como la hemolinfa de los insectos o el torrente sanguíneo de los vertebrados.
Los NP consisten en polímeros con diversos aditivos y pueden concéntrate HOCs del medioAditivosambienteen
Los SMP están inmediatamente cubiertos por proteínas después de entrar en los organismos, lo que forma una llamada corona de proteínas en las superficies de las partículas, como se informó ampliamente para los Estosnanomateriales.cambiosen
El objetivo de este estudio fue revelar cómo la variación en la composición química de los SMP modula: (a) la absorción de partículas por las plantas del suelo, (b) su transferencia en las cadenas alimentarias, (c) su biotransformación en diferentes organismos, y finalmente (d) su posible acumulación y biodistribución en depredadores. Utilizamos partículas de PVC y PS de 250 nm como nuestros modelos SMP. Un elemento raro, el gadolinio (Gd) quedó atrapado en la matriz de los SMP y se utilizó como un proxy para abordar los desafíos asociados con el seguimiento y la cuantificación de los SMP en los cuerpos de los organismos.
La cadena alimentaria consta de tres niveles tróficos, incluyendo un productor primario (lechuga, Lactuca sativa), un consumidor primario (larvas de mosca soldado negra, Hermetia illucens) y un pez insectívoro acuático (cucaracha, Rutilus rutilus). La razón para seleccionar cada organismo se describe en el Método. Aquí, cuantificamos el número de SMP absorbidos del suelo por la lechuga y revelamos cómo el tipo de SMP influye en su biodistribución en los tejidos vegetales.
Lodo de depuradora
las propiedades fisicoquímicas de las partículas podrían influir en la estabilidad de las partículas y conducir a la liberación de metales de las partículas. Como resultado, la transferencia trófica y la biodistribución de los metales se consideran erróneamente para los SMP.
Demostramos que el tipo de plástico influye en su transferencia en una cadena alimentaria de tres niveles y en la biodistribución de las partículas en los tejidos de los depredadores.
Revelamos que los SMP en medios fisiológicos representativos de los organismos de prueba se someten a biotransformación debido a la formación de proteínas corona y que la biotransformación consecutiva de los SMP a lo largo de la cadena alimentaria puede conducir a una degradación parcial.
Extraídohttps://issuu.com/martinlucionehttps://facebook.com/EcoalfabetizacionQUIMICA.ESUniversityofEastern Finland
Martin Eduardo Lucione
