Estudio de las interacciones entre microplásticos (MP) y sustancias bioacumulativas, persistentes y tóxicas (SBPT)

Abstract

Se realizó un muestreo en la zona de playa Blanca en la localidad de Mochima, en el estado Sucre, Venezuela, mediante el cual se pudieron recolectar fragmentos de plástico de distinta naturaleza, siendo mayoritario las muestras de polipropileno (PP), con tamaños comprendidos entre 1 μm y 5 mm, lo que permitió clasificarlos como microplásticos (MP). En el análisis por espectroscopia FTIR de las muestras recolectadas, no se detectó la presencia de contaminantes asociados a estos MP, sin embargo, se determinó la presencia de grupos polares de tipo C=O, COOH e OH en la cadena polimérica, lo que sugiere que las mismas sufrieron procesos fotooxidativos. En este sentido, se llevaron a cabo tratamientos de fotooxidación de MP de PP de origen comercial, desde 5 días hasta un tiempo máximo de 75 días, los valores calculados del índice de carbonilo (IC), comprendidos entre 0,79 y 1,55; indican una relación entre el grado de oxidación de los MP y el tiempo de exposición a la fuente de radiación. Adicionalmente, se evaluó el efecto de la presencia de estos grupos funcionales en los MP de polipropileno oxidado (PPox) sobre los procesos de adsorción de SBPT bajo condiciones controladas. Los resultados obtenidos de los análisis FTIR para los sistemas PPox y tres diferentes tipos de fármacos (antibióticos, antiinflamatorios y analgésicos), PPox-ampicilina, PPox-diclofenac.sódico y PPox ketoprofeno, indican la formación de interacciones electrostáticas de tipo enlace de hidrógeno, evidenciadas por los desplazamientos de los máximos de absorción a números de ondas inferiores de las señales ubicadas en la región comprendida entre 3600 cm-1 y 3200 cm-1 correspondiente a los movimientos de estiramiento de los grupos O-H. Mediante el modelaje computacional, usando la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), con el conjunto funcional base B3LYP/6-31++G(d,p), y el concepto de la supermolécula, fueron evaluadas las posibles interacciones planteadas en los sistemas MP:Fármaco, para un total de nueve conformaciones de acuerdo con los diferentes subproductos de la fotooxidación de los MP de PP. Los valores calculados de ΔHINTERACCIÓN soportan la evidencia experimental de la formación de interacciones favorables entres los componentes de los sistemas estudiados, donde la presencia de los grupos funcionales en los MP productos de la fotooxidación favorecen la asociación química con los fármacos. De igual forma, los resultados obtenidos demuestran que sin importar el componente oxidado del PPox se obtienen sistemas energéticamente favorecidos, tanto en fase gaseosa como en fase acuosa. Además, los cálculos computacionales refuerzan la posibilidad de la ocurrencia de las interacciones significativas que conducen a la formación de los sistemas asociados MP SBPT, favoreciéndose los casos en los que intervengan favorablemente los grupos funcionales polares, productos de la fotooxidación del polímero y los grupos presentes en las SBPT, de acuerdo con su composición química.