Degradação eficaz de retardadores de chama e plastificantes de ésteres organofosforados em sedimentos costeiros sob alta pressão urbana

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 20228 (2022) Citar este artigo

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São fornecidas evidências empíricas da degradação efetiva, em condições ambientalmente relevantes, de retardadores de chama e plastificantes de ésteres organofosforados (OPEs) em sedimentos costeiros de uma área impactada no noroeste do Mar Mediterrâneo. As meias-vidas variaram de 23,3 a 77,0 (condições abióticas) e de 16,8 a 46,8 dias (condições bióticas), dependendo do composto, destacando o papel relevante das assembleias microbianas no aumento da degradação do OPE. Após uma redução imediata e significativa da abundância bacteriana devido à adição de OPE ao sedimento logo no início do experimento, a biodegradação observada foi associada a uma estimulação geral do crescimento da comunidade bacteriana durante um primeiro período, mas sem uma mudança acentuada da estrutura da comunidade. No entanto, a contaminação por OPE induziu uma diminuição na diversidade da comunidade bacteriana no sedimento costeiro, perceptível após 14 dias de incubação. É provável que por um lado a contaminação tenha favorecido o crescimento de alguns grupos bacterianos talvez envolvidos na biodegradação destes compostos, mas, por outro lado, também tenha impactado algumas bactérias sensíveis. As meias-vidas estimadas preenchem uma lacuna de dados relativa às taxas de degradação de OPE em sedimentos marinhos e serão dados valiosos para o refinamento da avaliação de risco químico de OPE em ambientes marinhos, particularmente em locais impactados.

Os ésteres organofosforados (OPEs) são amplamente utilizados como retardadores de chama e plastificantes em muitas aplicações industriais e apresentam um mercado global em crescimento exponencial1,2. Os OPE foram considerados durante um certo período de tempo como uma boa alternativa aos éteres difenílicos polibromados (PBDE), amplamente utilizados, que foram listados como poluentes orgânicos persistentes (POP) pela Convenção de Estocolmo sobre POP devido aos seus efeitos perigosos3. No entanto, as crescentes provas científicas que comprovam a omnipresença ambiental global e os efeitos perigosos dos OPE indicam que esta foi uma substituição lamentável2,4. Os OPE normalmente entram no ambiente marinho através de fontes terrestres, incluindo vazamento direto de indústrias de fabricação de plástico e locais de reciclagem eletrônica (lixo eletrônico)2,5, deposição atmosférica6,7 e insumos ribeirinhos, que são principalmente derivados de estações de tratamento de águas residuais ( ETE)8,9,10,11. A lixiviação de OPE a partir de plástico marinho também pode contribuir para o seu stock total em ambientes marinhos12. Devido aos seus valores geralmente elevados de coeficiente de partição octanol-água (log Kow), muitos OPEs são lipofílicos e têm uma forte tendência a se ligarem a partículas em suspensão ricas em carbono, eventualmente acumulando-se em sedimentos, embora alguns outros, normalmente os clorados, possam apresentar menor log Kow e maior solubilidade em água1. A determinação da sua concentração e distribuição nos sedimentos torna-se, portanto, importante para compreender os seus stocks actuais e a potencial exposição a organismos bentónicos. Embora a ocorrência de OPEs em sedimentos tenha sido relegada para segundo plano em comparação com outros compartimentos ambientais, como ar e água, há um número crescente de estudos investigando OPEs em sedimentos de diferentes ambientes marinhos9,13,14,15,16. No entanto, para realmente compreender os seus riscos potenciais para os organismos bentónicos e para o funcionamento dos ecossistemas marinhos numa visão mais ampla, devem ser adquiridos dados precisos sobre o seu tempo de residência nos sedimentos.

Um estudo experimental recente destacou o papel das comunidades microbianas na degradação do OPE na água do mar, ligado à sua capacidade de usar o fósforo contido nas moléculas de OPE 17. Outra confirmação experimental da biotransformação do OPE em ambientes naturais vem de um experimento de microcosmo conduzido em sedimentos de rio enriquecidos. com Tris(2-cloroetil)fosfato (TCEP)18. No entanto, há escassez de dados sobre a degradação (microbiana) de OPEs em sedimentos marinhos. Uma questão em aberto no momento é sobre a capacidade dos “sedimentos contaminados” de degradar eficazmente os OPEs nas zonas costeiras marinhas. Poderiam as comunidades microbianas que ocorrem naturalmente em sedimentos contaminados por OPE aumentar a sua degradação in situ?