Quando a biodegradabilidade não é rápida: estudo do solo revela microplásticos PBAT de longa duração e seus subprodutos

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Plásticos biodegradáveis como o poli(adipato-co-tereftalato de butileno) (PBAT) são cada vez mais utilizados em embalagens e filmes agrícolas para mitigar a poluição plástica. No entanto, evidências crescentes sugerem que eles podem não se decompor rapidamente em condições ambientais reais, levando ao acúmulo de microplásticos no solo. Os métodos analíticos convencionais têm dificuldade em quantificar essas partículas e suas vias de degradação, pois os microplásticos são difíceis de extrair e rastrear. Além disso, a degradação do PBAT pode gerar compostos intermediários que podem afetar os microrganismos e as plantas do solo. Devido a esses desafios, há uma necessidade urgente de desenvolver ferramentas analíticas precisas e conduzir investigações sistemáticas sobre o comportamento de degradação dos microplásticos de PBAT em ambientes de solo.

Pesquisadores da Universidade Normal de Nanjing e da Universidade de Nanjing introduziram um novo método quantitativo para medir a degradação e a formação de metabólitos de microplásticos de PBAT no solo. O estudo (DOI: 10.1016/j.eehl.2025.100166) , publicado online em 19 de junho de 2025 na revista Eco-Environment & Health , combinou hidrólise térmica assistida por álcali com cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas para obter uma detecção precisa. Ao simular incubações de solo por 150 dias em condições ácidas, neutras e alcalinas, a equipe revelou como o pH do solo influencia profundamente as taxas de degradação do PBAT e os padrões de acúmulo de metabólitos.

Os pesquisadores otimizaram um protocolo analítico de baixa toxicidade usando 1-pentanol e hidróxido de potássio para despolimerizar microplásticos de PBAT em seu monômero, o ácido tereftálico (TPA), permitindo uma quantificação precisa sem a necessidade de extração trabalhosa. Esse método de “hidrólise alcalina assistida termicamente” alcançou uma eficiência superior a 90%, reduzindo o tempo de processamento para uma hora. Aplicando essa abordagem a três tipos distintos de solo, os pesquisadores descobriram que o PBAT se degradou mais rapidamente em condições alcalinas (17,1%) em comparação com solos neutros (11,0%) e ácidos (10,8%). O aumento da atividade da lipase — uma enzima chave na degradação de poliésteres — apresentou forte correlação com a degradação mais rápida do PBAT em solo alcalino.

Enquanto isso, a análise de metabólitos mostrou que o TPA e o 1,4-butanodiol foram os principais produtos de degradação. O butanodiol acumulou-se em até 1,6 mg kg⁻¹ no solo após 30 dias, especialmente em condições ácidas e alcalinas, níveis suficientemente altos para causar estresse temporário aos organismos do solo. Esses resultados indicam que mesmo os microplásticos de PBAT “biodegradáveis” podem persistir por meses ou anos, liberando subprodutos químicos durante a hidrólise lenta e o ataque microbiano. Os autores estimaram uma meia-vida do PBAT de cerca de 453 dias em solos alcalinos, ressaltando o longo tempo de permanência do material no meio ambiente.

“Muitas pessoas associam ‘biodegradável’ a ‘desaparecer rapidamente’, mas nossas descobertas mostram que nem sempre é esse o caso”, disse o Prof. Fengxiao Zhu, autor correspondente do estudo. “Descobrimos que os microplásticos de PBAT se degradam lentamente no solo e podem deixar para trás pequenas moléculas que podem influenciar a atividade microbiana. Nosso método fornece uma base analítica muito necessária para rastrear esses processos com mais precisão.” Ele enfatizou que a compreensão da cinética de degradação e da toxicidade dos subprodutos dos plásticos biodegradáveis é crucial antes de aplicações agrícolas em larga escala.

Este estudo fornece a primeira estrutura quantitativa para avaliar como os microplásticos biodegradáveis de PBAT se comportam em diferentes tipos de solo. O método LC-MS recém desenvolvido permite o monitoramento de resíduos e metabólitos de PBAT com alta produtividade, baixa toxicidade e sensibilidade, oferecendo uma ferramenta prática para futuras avaliações de risco. Os resultados também destacam a importância do pH do solo e da atividade enzimática microbiana no controle da degradação do PBAT. Essas informações podem contribuir para um melhor desenvolvimento de polímeros biodegradáveis, orientar o gerenciamento de plásticos na agricultura e apoiar a avaliação regulatória de novos materiais “verdes”, garantindo que eles realmente minimizem os impactos ambientais a longo prazo.