Caracterização dos microplásticos ambientais presentes nos sedimentos inconsolidados das águas costeiras de 9 praias do litoral do Rio de Janeiro, Brasil
| Ano de defesa: | 2024 |
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Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia Brasil UERJ Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental |
| Programa de Pós-Graduação: |
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Resumo: | O plástico é um polímero orgânico sintético, surgiu em meados do século XIX, tornando-se imprescindível por sua versatilidade, leveza, durabilidade e resistência. A produção global de plásticos aumentou significativamente na última década. Devido aos processos mecânicos, físicos, químicos e biológicos, os plásticos podem ser fragmentados em tamanho cada vez menores, sendo classificados em: macroplásticos (>25 mm), mesoplásticos (5-25 mm), microplásticos (<5 mm) e nanoplásticos (<1 mm). O presente estudo teve como objetivo avaliar e caracterizar os microplásticos ambientais presentes nas areias de 9 praias e das águas do litoral do Estado do Rio de Janeiro (RJ), fornecendo informações sobre quantidades, tamanho, cor, morfotipo, tipo de polímero e metais adsorvidos extraídos das amostras coletadas. A metodologia consistiu em realizar ensaios de caracterização de microplástico nas areias de 6 praias do litoral do Rio de Janeiro e 3 da região insular da Ilha Grande. Nas campanhas de 2022 foi utilizada a metodologia de triagem visual dos MPs, e foram extraídos 1.517 itens, sendo destes, 732 MPs ou 8,4 MPs/Kg de areia seca no verão e 785 MPs ou 8,9 MPs/Kg de areia seca no inverno. Já para as campanhas de 2023 a metodologia de triagem foi por flotação seguida de filtração e foram extraídos 5.961 itens, sendo 3.187 MPs ou 39,0 MPs/Kg de areia seca no período chuvoso e 2.774 MPs ou 32,2 MPs/Kg de areia seca no período seco, mostrando-se mais apropriada para o estudo de caracterização dos MPs por recuperar um número maior de itens. Em relação ao período chuvoso as praias apresentaram o seguinte número de itens: Botafogo (973); Flamengo (370); Dois Rios (35); Urca (308); Ipanema (287), Santo Antônio (283), Pontal (269), Lopes Mendes (249) e Praia Vermelha (113). Já no período seco a maior incidência permaneceu na praia de Botafogo (552 itens), seguido por Urca (402), Lopes Mendes (350), Praia Vermelha (296), Dois Rios (257), Pontal (243), Ipanema (240), Flamengo (238) e Caxadaço (196). A partir dos resultados foi feito uma avaliação da presença de MPs (classe de tamanho, morfotipo e cor) por períodos (seco e chuvoso) por praia. O morfotipo mais abundante foi a fibra 56,28%, seguida pelos fragmentos (28,2%), espumas (12%), pelotas (2,7%) e filmes (0,87%). A classe de tamanho mais abundante foi a <1 mm com 66,7% dos MPs. A cor mais expressiva foi a azul (32,3%), seguida da preta (25,5%). As 9 praias foram agrupadas por semelhança geográfica (insulares, abrigadas e expostas) a fim de fazer uma avaliação da presença dos MPs no litoral do RJ e as maiores quantidades de MPs foram encontradas no grupo de praias abrigadas. A avaliação da composição dos MPs ambientais por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) mostrou que os três polímeros mais encontrados foram: PE, PP, PS. A investigação da presença dos metais adsorvidos nos MPs pela técnica analítica de fluorescência de raios X encontrou os seguintes elementos: S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Fe, Cu, Zn, Pb. Sendo o Polietileno (PE) o que apresentou as maiores variedades de metais adsorvidos. A análise da interação dos polímeros aos metais e metaloides e a interface com o meio ambiente requerem um entendimento de vários processos sinérgicos que serão estudados futuramente. |
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Caracterização dos microplásticos ambientais presentes nos sedimentos inconsolidados das águas costeiras de 9 praias do litoral do Rio de Janeiro, BrasilCharacterization of environmental microplastics present in unconsolidated sediments in coastal waters of 9 beaches on shoreline of Rio de Janeiro, BrazilEngenharia ambientalPolímerosSolos - PoluiçãoAreiaEcologia marinhaEcologia costeiraEnvironmental engineeringPolymersSoil pollutionSandMarine ecologyCoastal ecologySeashore ecologyENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL::CONTROLE DA POLUICAOO plástico é um polímero orgânico sintético, surgiu em meados do século XIX, tornando-se imprescindível por sua versatilidade, leveza, durabilidade e resistência. A produção global de plásticos aumentou significativamente na última década. Devido aos processos mecânicos, físicos, químicos e biológicos, os plásticos podem ser fragmentados em tamanho cada vez menores, sendo classificados em: macroplásticos (>25 mm), mesoplásticos (5-25 mm), microplásticos (<5 mm) e nanoplásticos (<1 mm). O presente estudo teve como objetivo avaliar e caracterizar os microplásticos ambientais presentes nas areias de 9 praias e das águas do litoral do Estado do Rio de Janeiro (RJ), fornecendo informações sobre quantidades, tamanho, cor, morfotipo, tipo de polímero e metais adsorvidos extraídos das amostras coletadas. A metodologia consistiu em realizar ensaios de caracterização de microplástico nas areias de 6 praias do litoral do Rio de Janeiro e 3 da região insular da Ilha Grande. Nas campanhas de 2022 foi utilizada a metodologia de triagem visual dos MPs, e foram extraídos 1.517 itens, sendo destes, 732 MPs ou 8,4 MPs/Kg de areia seca no verão e 785 MPs ou 8,9 MPs/Kg de areia seca no inverno. Já para as campanhas de 2023 a metodologia de triagem foi por flotação seguida de filtração e foram extraídos 5.961 itens, sendo 3.187 MPs ou 39,0 MPs/Kg de areia seca no período chuvoso e 2.774 MPs ou 32,2 MPs/Kg de areia seca no período seco, mostrando-se mais apropriada para o estudo de caracterização dos MPs por recuperar um número maior de itens. Em relação ao período chuvoso as praias apresentaram o seguinte número de itens: Botafogo (973); Flamengo (370); Dois Rios (35); Urca (308); Ipanema (287), Santo Antônio (283), Pontal (269), Lopes Mendes (249) e Praia Vermelha (113). Já no período seco a maior incidência permaneceu na praia de Botafogo (552 itens), seguido por Urca (402), Lopes Mendes (350), Praia Vermelha (296), Dois Rios (257), Pontal (243), Ipanema (240), Flamengo (238) e Caxadaço (196). A partir dos resultados foi feito uma avaliação da presença de MPs (classe de tamanho, morfotipo e cor) por períodos (seco e chuvoso) por praia. O morfotipo mais abundante foi a fibra 56,28%, seguida pelos fragmentos (28,2%), espumas (12%), pelotas (2,7%) e filmes (0,87%). A classe de tamanho mais abundante foi a <1 mm com 66,7% dos MPs. A cor mais expressiva foi a azul (32,3%), seguida da preta (25,5%). As 9 praias foram agrupadas por semelhança geográfica (insulares, abrigadas e expostas) a fim de fazer uma avaliação da presença dos MPs no litoral do RJ e as maiores quantidades de MPs foram encontradas no grupo de praias abrigadas. A avaliação da composição dos MPs ambientais por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) mostrou que os três polímeros mais encontrados foram: PE, PP, PS. A investigação da presença dos metais adsorvidos nos MPs pela técnica analítica de fluorescência de raios X encontrou os seguintes elementos: S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Fe, Cu, Zn, Pb. Sendo o Polietileno (PE) o que apresentou as maiores variedades de metais adsorvidos. A análise da interação dos polímeros aos metais e metaloides e a interface com o meio ambiente requerem um entendimento de vários processos sinérgicos que serão estudados futuramente.Plastic is a synthetic organic polymer that emerged in the mid-19th century, becoming essential due to its versatility, lightweight, durability, and resistance. Global plastic production has significantly increased over the last decade. Due to mechanical, physical, chemical, and biological processes, plastics can be fragmented into increasingly smaller sizes, classified as: macroplastics (>25 mm), mesoplastics (5-25 mm), microplastics (<5 mm), and nanoplastics (<1 mm). This study aimed to evaluate and characterize environmental microplastics present in the sands of nine beaches and the waters along the coast of the State of Rio de Janeiro (RJ), providing information on quantity, size, color, morphotype, type of polymer, and adsorbed metals. The methodology consisted of conducting microplastic characterization tests in the sands of six beaches along the RJ coast and three in the insular region of Ilha Grande. The tests involved quantitative and qualitative characterization by size, shape, color, and composition of the polymer and adsorbed metals in the microplastics extracted from the collected samples. In the 2022 campaigns, a visual screening methodology for microplastics was used, resulting in the extraction of 1,517 items, including 732 microplastics or 8.4 microplastics/kg of dry sand in the summer and 785 microplastics or 8.9 microplastics/kg of dry sand in the winter. For the 2023 campaigns, the screening methodology involved flotation followed by filtration, yielding 5,961 items, including 3,187 microplastics or 39.0 microplastics/kg of dry sand during the rainy period and 2,774 microplastics or 32.2 microplastics/kg of dry sand during the dry period, proving more suitable for the characterization study by recovering a larger number of items. During the rainy period, the beaches presented the following number of items: Botafogo (973), Flamengo (370), Dois Rios (35), Urca (308), Ipanema (287), Santo Antônio (283), Pontal (269), Lopes Mendes (249), and Praia Vermelha (113). In the dry period, the highest incidence remained at Botafogo beach (552 items), followed by Urca (402), Lopes Mendes (350), Praia Vermelha (296), Dois Rios (257), Pontal (243), Ipanema (240), Flamengo (238), and Caxadaço (196). Based on the results, an evaluation of the presence of microplastics (size class, morphotype, and color) was made by periods (dry and rainy) for each beach. The most abundant morphotype was fiber (56.28%), followed by fragments (28.2%), foams (12%), pellets (2.7%), and films (0.87%). The most abundant size class was <1 mm, comprising 66.7% of the microplastics. The most prominent color was blue (32.3%), followed by black (25.5%). The nine beaches were grouped by geographical similarity (insular, sheltered, and exposed) to assess the presence of microplastics along the RJ coast, with the largest quantities found in the group of sheltered beaches. The evaluation of the composition of environmental microplastics using Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy showed that the three most commonly found polymers were: PE, PP, and PS. The investigation of adsorbed metals in microplastics using X-ray fluorescence analytical techniques identified the following elements: S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Fe, Cu, Zn, and Pb, with polyethylene (PE) showing the greatest variety of adsorbed metals. The analysis of the interaction between polymers and metals and metalloids and their interface with the environment requires an understanding of various synergistic processes that will be studied in the future.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaBrasilUERJPrograma de Pós-Graduação em Engenharia AmbientalSalomão, André Luis de Sáhttps://orcid.org/0000-0001-8105-9546http://lattes.cnpq.br/3462722644841920Van Elk, Ana Ghislane Henriques Pereirahttps://orcid.org/0000-0002-7816-3622http://lattes.cnpq.br/5792883380687165Teixeira, Lia Cardoso Rocha Saraivahttps://orcid.org/0000-0002-2874-1973http://lattes.cnpq.br/4544219377550705Anjos, Marcelino José doshttps://orcid.org/0000-0003-4227-2138http://lattes.cnpq.br/8175635608970623Santos, Adriana Lopes doshttps://orcid.org/0000-0002-0736-4937http://lattes.cnpq.br/6470237519381925Portugal, Samira da Guia Mellohttps://orcid.org/0000-0003-3619-3679http://lattes.cnpq.br/2949940482598517Curty, Adriana Favacho2025-02-11T19:40:56Z2024-11-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCURTY, Adriana Favacho. Caracterização dos microplásticos ambientais presentes nos sedimentos inconsolidados das águas costeiras de 9 praias do litoral do Rio de Janeiro, Brasil. 2024. 145 f. Tese (Doutorado em Engenharia Ambiental) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23409porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2025-02-11T19:42:34Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/23409Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032025-02-11T19:42:34Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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Caracterização dos microplásticos ambientais presentes nos sedimentos inconsolidados das águas costeiras de 9 praias do litoral do Rio de Janeiro, Brasil Curty, Adriana Favacho Engenharia ambiental Polímeros Solos - Poluição Areia Ecologia marinha Ecologia costeira Environmental engineering Polymers Soil pollution Sand Marine ecology Coastal ecology Seashore ecology ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL::CONTROLE DA POLUICAO |
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