Em meio ao crescente alarme sobre o plástico que polui nosso meio ambiente, pesquisadores biomédicos e ópticos da Universidade de Rochester estão trabalhando para entender melhor a prevalência de microplásticos na água potável e seus impactos potenciais na saúde humana.

Eles estão colaborando com o SiMPore, uma empresa que usa tecnologia de nanomembrana desenvolvida inicialmente na Universidade, conceber formas de filtrar e identificar rapidamente partículas de plástico de 5 mm ou menos em amostras de água potável. Eles então testarão a capacidade dessas partículas de cruzar uma barreira em microescala que simula o revestimento do intestino humano.

"Queremos ver até que ponto as partículas que você consome na água que bebe podem passar pelo seu intestino e em seus outros órgãos, "diz Greg Madejski, um pós-doutorado no laboratório de James McGrath, professor de engenharia biomédica. Madejski está coordenando a pesquisa com o laboratório de Wayne Knox, professor de ótica. Tanto McGrath quanto Knox são afiliados ao Programa de Ciência de Materiais.

Microplásticos são usados ​​como ingredientes em filtros de cigarro, fibras têxteis, e produtos de limpeza ou de higiene pessoal. Outros ocorrem quando itens de plástico maiores são desgastados pelo sol, vento, e ondas. Eles podem ser encontrados no topo das montanhas e no fundo dos oceanos; no ar que respiramos e na água que bebemos. Exatamente quantos microplásticos são absorvidos por humanos, e quanto dano está causando a eles tem sido difícil de avaliar porque as partículas - abaixo de 100 mícrons - são muito pequenas e difíceis de detectar.

"Estas são partículas que você não poderia pegar com uma pinça; que você não pode nem mesmo ver a olho nu, "Diz Madejski. Eles fogem do" método tradicional de raspar a superfície da água com uma rede de plâncton e coletar tudo, " ele diz.

Em vez disso, os pesquisadores filtrarão a água através de folhas de nitreto de silício cem vezes mais finas do que o diâmetro de um fio de cabelo humano. Estas nanomembranas SiMPore, com base em protótipos inicialmente criados no laboratório McGrath, têm fendas de tamanho mícron. "Isso nos permite capturar detritos de tamanho mícron, "Diz Madejski." E como as folhas são muito finas, você pode filtrar uma quantidade significativa de água através deles sem muita pressão. "

A camada de detritos microscópicos que se acumula na superfície das membranas é analisada de várias maneiras para determinar quanto dela consiste em partículas microplásticas.

As partículas podem ser coradas com corante vermelho do Nilo, por exemplo, que adere a plásticos. Microscopia Raman, usado no laboratório Knox, ilumina um laser brilhante no material para obter informações de ligação química - basicamente "uma impressão digital molecular do que esse material é, "Diz Madejski." Não funciona tão bem com material fluorescente, que muitos plásticos são, mas pode identificar claramente grânulos de poliestireno de 10 mícrons, por exemplo."

Os pesquisadores também esperam usar espectroscopia de fotoelétrons de raios-X e técnicas de espectroscopia de raios-X de dispersão de energia para estudar mais a composição das partículas microplásticas.

"A beleza das membranas em nanoescala é que você pode adaptá-las para uma ampla gama de ferramentas de caracterização, "Diz Madejski.

As partículas que são identificadas como microplásticos serão separadas e "alimentadas" para linhas de células epiteliais humanas Caco2 que são amplamente utilizadas como um modelo da barreira epitelial intestinal. Isso ajudará a determinar até que ponto as partículas são absorvidas pelo corpo.

Trabalhando com David Rowley do City of Rochester Water Bureau, as amostras de água estão sendo analisadas em cada estágio do sistema de purificação e abastecimento de água alimentado por gravidade com 35 milhas da cidade, que se estende desde a alta elevação do lago Hemlock, onde a cidade tira sua água, através de tubos e reservatórios, e, por fim, alcançando destinos como bebedouros e torneiras nos laboratórios e corredores do Goergen Hall no Campus River da Universidade.

É urgente aprender mais sobre a prevalência de microplásticos e seus potenciais impactos na saúde humana, diz Madejski, que recentemente participou de um workshop sobre microplásticos no Woods Hole Oceanographic Institute.

"Uma coisa a ter em mente é que nos últimos 70 anos produzimos cerca de 4 bilhões de toneladas de plástico; na próxima década ou mais, devemos dobrar esse montante, "Diz Madejski.