El agua embotellada puede contener cientos de miles de nanoplásticos

En los últimos años, ha aumentado la preocupación de que pequeñas partículas conocidas como microplásticos estén apareciendo prácticamente en todas partes de la Tierra, desde el hielo polar hasta el suelo, el agua potable y los alimentos. Estas partículas, que se forman cuando los plásticos se descomponen en trozos cada vez más pequeños, están siendo consumidas por humanos y otras criaturas, con posibles efectos desconocidos sobre la salud y el ecosistema. Un foco de investigación: el agua embotellada, que se ha demostrado que contiene decenas de miles de fragmentos identificables en cada recipiente.



Ahora, utilizando tecnología recientemente refinada, los investigadores han entrado en un mundo plástico completamente nuevo: el poco conocido reino de los nanoplásticos, que son el resultado de microplásticos que se han descompuesto aún más. Por primera vez contaron e identificaron estas diminutas partículas en el agua embotellada. Descubrieron que, en promedio, un litro contenía unos 240.000 fragmentos de plástico detectables—entre 10 y 100 veces mayores que las estimaciones anteriores, que se basaban principalmente en tamaños mayores.

El estudio realizado por investigadores del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia ،la Universidad de Columbia y la Escuela de Salud Pública Mailman de Columbia acaba de publicarse en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences(el enlace es externo y se abre en una nueva ventana).

Los nanoplásticos son tan pequeños que, a diferencia de los microplásticos, pueden pasar a través de los intestinos y los pulmones directamente al torrente sanguíneo y viajar desde allí a órganos como el corazón y el cerebro. Pueden invadir células individuales y atravesar la placenta hasta llegar al cuerpo de los bebés no nacidos. Los científicos médicos se apresuran a estudiar los posibles efectos(el enlace es externo y se abre en una nueva ventana) en una amplia variedad de sistemas biológicos.

“Antes esto era sólo una zona oscura, inexplorada. Los estudios de toxicidad eran simplemente conjeturas sobre lo que hay ahí dentro”, dijo el coautor del estudio Beizhan Yan, químico ambiental del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia. “Esto abre una ventana donde podemos mirar hacia un mundo que antes no estaba expuesto a nosotros.”

La producción mundial de plástico se acerca a los 400 millones de toneladas métricas al año(el enlace es externo y se abre en una nueva ventana). Cada año se vierten más de 30 millones de toneladas en el agua o en la tierra, y muchos productos plásticos, como la ropa, desprenden partículas mientras aún están en uso. A diferencia de la materia orgánica natural, la mayoría de los plásticos no se descomponen en sustancias relativamente benignas; simplemente se dividen y redividen en partículas cada vez más pequeñas de la misma composición química. Más allá de las moléculas individuales, no existe un límite teórico sobre cuán pequeñas pueden llegar a ser.

Los microplásticos se definen como fragmentos que van desde 5 milímetros (menos de un cuarto de pulgada) hasta 1 micrómetro, que es 1 millonésima de metro o 1/25.000 de pulgada. (Un cabello humano mide unos 70 micrómetros de ancho.) Los nanoplásticos, que son partículas de menos de 1 micrómetro, se miden en milmillonésimas de metro.

Los plásticos en el agua embotellada se convirtieron en un problema público en gran medida después de que un estudio de 2018 detectara un promedio de 325 partículas por litro; estudios posteriores multiplicaron ese número muchas veces. Los científicos sospecharon que había incluso más de lo que habían contado, pero las buenas estimaciones se detuvieron en tamaños inferiores a 1 micrómetro —el límite del nanomundo.

“La gente desarrolló métodos para ver nanopartículas, pero no sabían lo que estaban viendo”, dijo la autora principal del nuevo estudio, Naixin Qian, estudiante de posgrado en química de Columbia. Señaló que estudios anteriores podían proporcionar estimaciones masivas de la nanomasa, pero en su mayor parte no podían contar partículas individuales ni identificar cuáles eran plásticos u otra cosa.

El nuevo estudio utiliza una técnica llamada microscopía de dispersión Raman estimulada, que fue coinventada por el coautor del estudio Wei Min, biofísico de Columbia. Esto implica sondear muestras con dos láseres simultáneos que están ajustados para hacer resonar moléculas específicas. Los investigadores se centraron en siete plásticos comunes y crearon un algoritmo basado en datos para interpretar los resultados. “Una cosa es detectar, pero otra saber qué estás detectando,” dijo Min.

Los investigadores probaron tres marcas populares de agua embotellada vendidas en Estados Unidos (se negaron a nombrar cuáles) y analizaron partículas de plástico de hasta sólo 100 nanómetros de tamaño. Detectaron entre 110.000 y 370.000 partículas en cada litro, de las cuales el 90% eran nanoplásticos; el resto eran microplásticos. También determinaron cuáles de los siete plásticos específicos eran y trazaron sus formas—cualidades que podrían ser valiosas en la investigación biomédica.

Uno común era el tereftalato de polietileno o PET. Esto no fue sorprendente, ya que de eso están hechas muchas botellas de agua. (También se utiliza para refrescos embotellados, bebidas deportivas y condimentos como ketchup y mayonesa) Probablemente se mete en el agua a medida que los trozos se desprenden cuando se aprieta la botella o se expone al calor. Un estudio reciente sugiere que muchas partículas ingresan al agua cuando se abre o cierra repetidamente la tapa y pequeños trozos se desgastan.

Sin embargo, el PET fue superado en número por la poliamida, un tipo de nailon. Irónicamente, dijo Beizhan Yan, eso probablemente proviene de filtros de plástico utilizados supuestamente para purificar el agua antes de embotellarla. Otros plásticos comunes que encontraron los investigadores: poliestireno, cloruro de polivinilo y polimetilmetacrilato, todos utilizados en diversos procesos industriales.

Un pensamiento un tanto inquietante: los siete tipos de plástico que buscaron los investigadores representaban sólo alrededor del 10% de todas las nanopartículas que encontraron en las muestras; no tienen idea de cuáles son el resto. Si todos son nanoplásticos, eso significa que podrían ascender a decenas de millones por litro. Pero podrían ser casi cualquier cosa “lo que indica la complicada composición de partículas dentro de la muestra de agua aparentemente simple”, escriben los autores. “La existencia común de materia orgánica natural requiere ciertamente una distinción prudente.”

Los investigadores ya están yendo más allá del agua embotellada. “Hay un enorme mundo de nanoplásticos por estudiar”, dijo Min. Señaló que, en masa, los nanoplásticos comprenden mucho menos que los microplásticos, pero “lo que importa no es el tamaño. Son los números, porque cuanto más pequeñas son las cosas, más fácilmente pueden entrar dentro de nosotros.”

Entre otras cosas, el equipo planea estudiar el agua del grifo, que también ha demostrado contener microplásticos, aunque mucho menos que el agua embotellada(el enlace es externo y se abre en una nueva ventana). Los investigadores ahora están estudiando los microplásticos y nanoplásticos generados cuando las personas lavan la ropa, que terminan en las aguas residuales —hasta ahora, en un recuento de millones por cada carga de 10 libras, provenientes de materiales sintéticos que componen muchas prendas de vestir. El equipo identificará partículas en la nieve que los colaboradores británicos caminan a pie por la Antártida occidental (el enlace es externo y se abre en una nueva ventana)actualmente están recolectando. También están colaborando con expertos en salud ambiental para medir nanoplásticos en diversos tejidos humanos y examinar sus efectos neurológicos y de desarrollo.

“Los hallazgos del estudio revelan una nueva perspectiva, que permite una comprensión más profunda de las implicaciones del plástico tanto en el medio ambiente como en la salud humana, dijo Qixuan Chen, PhD, profesor asociado de Bioestadística que se centra en análisis de datos de encuestas complejas en la Escuela de Salud Pública Columbia Mailman y es coautor.

El estudio fue coescrito por Xin Gao y Xiaoqi Lang del Departamento de Química de Columbia; Huipeng Deng y Teodora Maria Bratu de Lamont-Doherty; Qixuan Chen de la Escuela de Salud Pública Mailman de Columbia; y Phoebe Stapleton de la Universidad de Rutgers.