Nanoplastics toxicity : microalgae and rotifers studies

Abstract

Atualmente é cada vez maior a quantidade de plástico produzido mundialmente. Este é um fator preocupante, uma vez que o plástico representa uma ameaça para o ambiente marinho quando não é devidamente descartado ou reciclado. A existência de nanoplásticos (partículas de plástico inferiores a 100 nm) no meio aquático constitui um perigo, não só pelas substâncias que podem ser adsorvidas, mas também pelos diversos efeitos negativos associados ao facto de se apresentarem na forma de nanopartícula. Os organismos aquáticos podem estar expostos a vários tipos de plásticos, como por exemplo, o polimetilmetacrilato. Deste modo, o primeiro objetivo deste trabalho foi realizar uma revisão da literatura e analisar os efeitos dos nanoplásticos em animais marinhos. A revisão mostrou que os nanoplásticos podem afetar os ecossistemas marinhos desde produtores a consumidores, no entanto, a informação disponível é ainda reduzida tornando-se necessário continuar a estudar este tema em diferentes organismos e com diferentes tipos de plásticos. Assim, o segundo objetivo foi avaliar os efeitos de nanopartículas de polimetilmetacrilato (~50 nm), polímero pouco estudado, nas microalgas Tetraselmis chuii, Nannochloropsis gaditana, Isochrysis galbana e Thalassiosira weissflogii e no rotífero marinho Brachionus plicatilis. Os resultados demonstraram que nanoplástico tem a capacidade de afetar tanto o crescimento das algas marinhas, sendo que a mais sensível foi a T. weissflogii com uma concentração de efeito (EC50) de 83.75 mg/L, como a sobrevivência dos rotíferos, sendo que o tipo L da espécie B. plicatilis foi o mais sensível com uma concentração letal (LC50) de 13.27 mg/L. A sobrevivência deste organismo começa a ser afetada a partir de concentrações superiores a 9.38 mg/L. Por último, este trabalho teve como objetivo estudar o efeito, nas microalgas T. chuii e N. gaditana, da exposição simultânea a polimetilmetacrilato e um contaminante ambiental. Para este efeito foi selecionada a cafeína, considerada como um marcador de contaminação antropogénica. A cafeína afetou o crescimento das algas, tendo sido registada uma EC20 de 565.4 mg/L para a T. chuii e uma EC20 de 567.6 mg/L para a N. gaditana. O crescimento de ambas as microalgas foi significativamente afetado quando expostas à mistura de nanoplásticos com a cafeína.

Nowadays the production of plastic is increasing all around the world. This is a worrying situation since plastic constitutes a threat to the marine environment when it is not properly discarded or recycled. The existence of nanoplastics (particles with less than 100 nm) in the marine environment may became dangerous, not only because of the substances that can be adsorbed, but also because of their expression as nanoparticles. Marine organisms can be exposed to several types of nanoplastics such as polymethylmethacrylate. Thus, the first object of this work was to do a literature review on the effects of nanoplastics on marine organisms. The review showed that nanoplastics affect all marine ecosystems from producers to consumers, however there is still a lot of information that is needed regarding different organisms or different types of plastics. Therefore, the second goal was to evaluate the effects of polymethylmethacrylate nanoplastics (~50 nm), a less studied polymer, on marine microalgae, Tetraselmis chuii, Nannochloropsis gaditana, Isochrysis galbana and Thalassiosira weissflogii, as well as on the marine rotifer Brachionus plicatilis. Nanoplastics significantly affected both growth rate of marine microalgae with T. weissflogii being the most sensitive one with an EC50 of 83.75 mg/L, and rotifers survival, where B. plicatilis type L was the most affected one with significantly results from 9.38 mg/L and a LC50 of 13.27 mg/L. The last goal of this work was to evaluate the effect, on marine algae T. chuii and N. gaditana, of a combined exposure between polymethylmethacrylate and an environmental contaminant. For this purpose, caffeine was selected as an anthropogenic contamination marker. Caffeine significantly affected the growth rate of both algae with an EC20 of 565.4 mg/L for T. chuii and an EC20 of 567.6 mg/L for N. gaditana. Growth rate of both marine microalgae was significantly affected when they were exposed to a mixture of nanoplastics and caffeine.