JULIANA LOUREIRO CANDIDO
Resíduos plásticos nos oceanos: origem, impacto e combate
LORENA, SP
2019
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Trabalho de Conclusão de Curso
JULIANA LOUREIRO CANDIDO
Resíduos plásticos nos oceanos: origem, impacto e combate
Trabalho de Conclusão de Curso como
requisito da Disciplina de Trabalho de
Conclusão de Curso II do curso de
Engenharia Industrial Química da Escola de
Engenharia de Lorena da Universidade de
São Paulo
Orientador: Prof.ª Dr.ª Talita Martins Lacerda
LORENA, SP
2019
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIOCONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE
Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Automatizadoda Escola de Engenharia de Lorena,
com os dados fornecidos pelo(a) autor(a)
Candido, Juliana Loureiro Resíduos plásticos nos oceanos: origem, impacto ecombate / Juliana Loureiro Candido; orientadoraTalita Martins Lacerda. - Lorena, 2019. 35 p.
Monografia apresentada como requisito parcialpara a conclusão de Graduação do Curso de EngenhariaIndustrial Química - Escola de Engenharia de Lorenada Universidade de São Paulo. 2019
1. Resíduos plásticos. 2. Contaminação. 3.Ecossistemas marinhos. 4. Preveção. 5. Combate. I.Título. II. Lacerda, Talita Martins , orient.
RESUMO
CANDIDO, J. L. Resíduos plásticos nos oceanos: origem, impacto e combate.
2019. Monografia - Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo,
Lorena, 2019.
Desde a década de 1950 o uso dos plásticos vem crescendo drasticamente e, por
se tratarem de materiais persistentes (normalmente produzidos a partir de
hidrocarbonetos fósseis), o acúmulo de seus detritos cresce de forma alarmante, o
que deu origem a um problema ecológico global que se destaca mais ano a ano.
Os resíduos plásticos são considerados onipresentes, chegando até mesmo a
sistemas considerados isolados. A poluição se dá por partículas de diversos
tamanhos, de nanoplásticos a macroplásticos. Os efeitos da poluição afetam o
ecossistema marinho em todos os níveis, sendo o emaranhamento e a ingestão as
interações mais comuns, atingindo desde o fitoplâncton e o zooplâncton até os
grandes mamíferos e aves, chegando ao ser humano. Sendo um problema
ecológico global, a solução não se dá de forma simples, mas pode ocorrer com um
conjunto de ações a serem implementadas. Fundações e governos estão
diariamente em busca de opções para combater o problema. O desenvolvimento
de novas tecnologias, leis e políticas governamentais, assim como a
conscientização da população, são ações que podem auxiliar a reduzir os resíduos
descartados de forma incorreta. O presente trabalho visa realizar um levantamento
bibliográfico sobre os resíduos plásticos presentes nos oceanos, abordando sua
origem, seu impacto e as possíveis formas de combatê-los, com o objetivo de
avaliar a influência e discutir as perspectivas futuras relacionadas ao tema.
Palavras chaves: Resíduos plásticos; contaminação; ecossistemas marinhos;
prevenção e combate.
ABSTRACT
CANDIDO, J. L. Plastic waste in the oceans: origin, impact and combat. 2019.
Monograph - Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena,
2019.
Since the 1950s the use of plastics has increased dramatically, and because they
are persistent materials (usually produced from fossil hydrocarbons), the
accumulation of their debris grows alarmingly, giving rise to a global ecological
problem that stands out more year by year. Plastic wastes are considered ubiquitous,
reaching systems that are considered isolated. Pollution occurs through particles of
various sizes, from nanoplastics to macroplastics. The effects of pollution affect the
marine ecosystem at all levels, with entanglement and ingestion being the most
common interactions, ranging from phytoplankton and zooplankton to large
mammals and birds, even to the human being. Being a global ecological problem,
the solution does not happen in a simple way, but can occur with a set of actions to
be implemented. Foundations and governments are in daily search options to
combat the problem. The development of new technologies, government laws and
policies, as well as population awareness, are actions that can help reduce waste
discarded incorrectly. The present work aims to carry out a bibliographical survey
on the plastic waste present in the oceans, addressing its origin, its impact and the
possible ways of combating them, with the objective of evaluating the influence and
discuss future perspectives related to the theme.
Keywords: Plastic wastes; contamination; marine ecosystems; prevention and
combat.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 7
2. POLÍMEROS ORGÂNICOS SINTÉTICOS ............................................................ 9
3. ORIGEM DO PLÁSTICO NOS OCEANOS ......................................................... 16
4. IMPACTOS DA POLUIÇÃO PLÁSTICA NA VIDA MARINHA ............................. 18
5. FORMAS DE COMBATER A POLUIÇÃO PLÁSTICA NOS OCEANOS ............. 22
5.1. Polímeros Biodegradáveis ............................................................................ 23
5.2. Remoção de resíduos do ambiente marinho ................................................ 25
5.3. Reduzir, Reciclar e Reutilizar (3R) ................................................................ 26
6. PERSPECTIVAS FUTURAS ............................................................................... 29
7. CONCLUSÕES ................................................................................................... 31
8. REFERÊNCIAS ................................................................................................... 32
7
1. INTRODUÇÃO
Materiais poliméricos correspondem a macromoléculas formadas por unidades
químicas repetitivas (monômeros) unidas por ligações covalentes ao longo de uma
cadeia principal. Os polímeros podem ser classificados de diversas maneiras,
dependendo do método de preparação, da estrutura química da cadeia polimérica, da
taticidade (estereoquímica) da cadeia polimérica, entre outras. De acordo com o
comportamento mecânico, os polímeros podem ser classificados em quatro grandes
grupos: termoplásticos, borrachas ou elastômeros, fibras e termorrígidos (MANO;
MENDES, 1999). Apesar de impreciso, o termo “plástico” é popularmente usado para
definir materiais poliméricos orgânicos sintéticos de alta massa molecular, com ampla
aplicação em objetos de uso cotidiano.
O primeiro polímero orgânico sintético foi criado em 1907, porém o uso deste
tipo de material só foi disseminado após a Segunda Guerra Mundial, na década de
1950 (GEYER; JAMBECK; LAW, 2017). Benefícios como versatilidade, resistência e
durabilidade fizeram com que os polímeros fossem aplicados nas mais diversas
funções, tornando-os presentes em quase tudo que é utilizado pela sociedade
contemporânea, definindo assim a atualidade como “idade dos plásticos”.
A produção anual de polímeros aumentou drasticamente nos últimos 60 anos,
passando de 0,5 milhão de toneladas/ano em 1960 (AVIO; GORBI; REGOLI, 2017),
para cerca de 400 milhões de toneladas/ano em 2017, segundo alerta da ONU no Dia
Mundial do Meio Ambiente de 2018. Estima-se que mais de 8,3 bilhões de toneladas
já foram produzidas mundialmente até o ano de 2017 (GEYER; JAMBECK; LAW,
2017), valor que certamente é maior nos dias atuais.
É importante mencionar que a grande maioria dos monômeros usados na
fabricação de polímeros orgânicos sintéticos são derivados de hidrocarbonetos fósseis,
que raramente são biodegradáveis e, como resultado, se acumulam em aterros
sanitários ou no ambiente natural. Aproximadamente metade de todo o plástico
produzido é usado em embalagens, projetadas para serem descartadas
imediatamente após o uso e menos de um ano após a produção. Apenas cerca de 9%
de todo material plástico produzido é reciclado (GEYER; JAMBECK; LAW, 2017),
estratégia que retira os resíduos do meio ambiente, proporcionando uma vida útil
8
maior. Porém, a única maneira de eliminar o lixo plástico permanentemente em larga
escala, é por meio de tratamento térmico, como a combustão ou a pirólise. Em
diversas partes do mundo estão sendo realizados estudos sobre novas formas de
eliminar permanente os resíduos plásticos do meio ambiente, e a biodegradação vem
assumindo posição de destaque.
A poluição plástica no oceano foi relatada pela primeira vez na literatura
científica no início da década de 1970 (JAMBECK; GEYER; WILCOX, 2015). Nos
últimos anos a situação dos plásticos no ambiente marinho tem se tornado uma
preocupação crescente devido à sua persistência e aos seus efeitos, e é estimado que
aproximadamente 10% de toda produção tenha como destino final os oceanos
(JAMBECK; GEYER; WILCOX, 2015), onde a degradação pode levar várias centenas
de anos. As principais formas de entrada de plásticos no mar são as praias e fontes
terrestres, como rios, escoamento de águas pluviais, descargas de águas residuais
e transporte de lixo da terra pelo vento. Estima-se que cerca de 8 milhões de toneladas
de resíduos plásticos entraram nos oceanos todos os anos (ONU, 2018). A poluição
por resíduos plásticos se agrava ano após ano, se tornando presente até mesmo em
sistemas considerados isolados.
O emaranhamento e a ingestão de detritos macroplásticos por animais são os
impactos mais comuns da poluição plástica nos oceanos. Estima-se que 40% das
espécies de mamíferos, 100% das espécies de tartarugas e 46% das espécies de
aves ingerem plásticos ou se emaranham neles. Cada revisão sucessiva das
evidências identifica um aumento no número de espécies afetadas por detritos
plásticos presentes no ambiente marinho (WORM; LOTZE; JAMBECK, 2017).
Da mesma forma que ocorre com outros desafios ambientais globais, como as
alterações climáticas, não há uma solução única capaz resolver o problema da
poluição plástica. Em contrapartida, existem diversas possíveis soluções que, em
conjunto, podem combater e minimizar os danos.
O presente trabalho, tem como objetivo realizar um levantamento bibliográfico
sobre os resíduos plásticos nos oceanos (incluindo aspectos sobre sua origem,
impactos e como combatê-los), a fim de avaliar, com base na literatura atual, a
influência de tais resíduos e discutir a respeito de perspectivas futuras relacionadas
ao tema.
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2. POLÍMEROS ORGÂNICOS SINTÉTICOS
O primeiro polímero orgânico sintético foi desenvolvido em 1907 pelo químico
belga Leo Baekeland, que deu início à revolução dos plásticos modernos ao criar o
primeiro polímero totalmente sintético e em escala comercial: a baquelite ou resina
fenólica, dura, rígida e resistente ao calor após ser moldada (WORM; LOTZE
JAMBECK, 2017). Em 1920, Hermann Staudinger (químico alemão) elucidou a
estrutura molecular dos polímeros. Apesar dos avanços e descobertas, o uso deste
tipo de material só foi disseminado após a Segunda Guerra Mundial, na década de
1950. A primeira fábrica de poliestireno, a Bakol S.A., foi fundada em 1949 em São
Paulo, no Brasil. Do seu desenvolvimento até o final do ano de 2017 estima-se que já
foram produzidos 8,3 bilhões de toneladas de materiais poliméricos no mundo
(GEYER; JAMBECK; LAW, 2017).
Os polímeros superaram a maioria dos materiais já criados pelo homem, graças
a benefícios como versatilidade, resistência e durabilidade, que fizeram com que
fossem aplicados nas mais diversas funções, estando presentes de produtos
cosméticos à construção civil, justificando assim o termo “idade dos plásticos” usado
para definir a atualidade.
Existem vários tipos de polímeros e aditivos, os quais podem ser combinados
para a produção de objetos com propriedades e características específicas para
atender às mais diversas necessidades do ser humano. Os polímeros mais produzidos
em volume são polietileno (PE, Figura 1), polipropileno (PP, Figura 2), poliestireno (PS,
Figura 3), policloreto de vinila (PVC, Figura 4), poliamidas (PA, Figura 5), polietileno
tereftalato (PET, Figura 6), álcool polivinílico (PVA, Figura 7), entre outros.
O polietileno (PE) possui cadeia principal constituída de carbono e hidrogênio,
é maleável e inflamável. Possui temperatura de transição vítrea (Tg) baixa em
condições normais, o que confere ao material flexibilidade. O PE pode ser produzido
em diversas densidades, nas formas linear, ramificada ou reticulada (CANEVAROLO,
2002). É o material termoplástico mais consumido do mundo, de fácil processamento
e baixo custo, leve, atóxico e quimicamente resistente, o que o torna aplicável em
diversas áreas. Seus principais usos são para a produção de sacolas, embalagens e
utilidades domésticas, na indústria alimentícia e farmacêutica.
10
Figura 1: Estrutura molecular do polietileno.
O polipropileno (PP) é um termoplástico produzido a partir do gás propileno. É
um material de baixa densidade que possui características como propriedades
térmicas, químicas e elétricas acessíveis, assim como resistência mecânica razoável.
Da mesma forma que o PE, possui fácil processamento, baixo custo, é leve, atóxico e
quimicamente resistente (CANEVAROLO, 2002). Suas principais aplicações são para
a fabricação de tanques, tubulações para produto químicos, brinquedos, caixas para
bebidas, filmes, embalagens para alimentos e cosméticos, tampas, entre outras.
Figura 2: Estrutura molecular do polipropileno.
O poliestireno (PS) é um termoplástico rígido, amorfo e transparente que possui
sua cadeia principal semelhante à do PE, porém um de seus hidrogênios é substituído
por um grupo fenila. É polimerizado a partir do monômero estireno e pode apresentar
arranjo isotático (iPS), sindiotático (sPS) e atático (mais comum) (CANEVAROLO,
2002). Por se tratar de um material barato e frágil, é muito empregado na fabricação
de produtos descartáveis. Quando expandido, é conhecido pelo nome comercial
Isopor®, e possui propriedades como bom isolamento térmico e acústico, leveza,
resistência mecânica, resistência à água e ao envelhecimento, e amortecimento de
impacto.
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Figura 3: Estrutura molecular do poliestireno.
O policloreto de vinila (PVC) é o segundo termoplástico mais produzido no mundo.
Sua polimerização é realizada via mecanismo radicalar a partir do monômero cloreto de
vinila, e sua estrutura é normalmente linear, mas pode ocorrer um baixo número de
ramificações de cadeia curta. O PVC é atóxico e inerte, podendo ser usado em produtos
médico-hospitalares, filmes para a cobertura de alimentos e brinquedos. Possui como
grande problema a instabilidade térmica (CANEVAROLO, 2002). Suas principais
aplicações são em tubos, forros, capas para celular, luvas, janelas, botas, calçados,
roupas e cartões.
Figura 4: Estrutura molecular do policloreto de vinila.
PE, PP, PS e PVC são chamados polímeros de adição, classificação que remete
ao mecanismo a partir do qual são sintetizados (poliadição). Outros polímeros são obtidos
a partir de um mecanismo chamado de policondensação, que envolve monômeros pelo
menos bifuncionais, com funções orgânicas reativas entre si (complementares). As
poliamidas (PA) podem ser polimerizadas a partir de monômeros contendo o grupo
funcional amina (-NH2). A poliamida 6 ou náilon 6 (Figura 5) é polimerizada a partir da
caprolactama que possui 6 átomos de carbono. Os grupos amida polares presentes nas
cadeias principais influenciam diretamente nas propriedades das poliamidas, de modo que
quanto mais curta a distância entre esses grupos, melhores são sua propriedades
12
térmicas e mecânicas, porém a resistência a água diminui devido ao maior número de
ligações de hidrogênio (CANEVAROLO, 2002). Suas principais aplicações são
engrenagens, peças automotivas, buchas, lacres, roupas e materiais de pesca.
Figura 5: Estrutura molecular da poliamida (Náilon 6).
O polietileno tereftalato (PET) pode ser obtido pela reação de policondensação
entre o dimetil tereftalato (DMT), ou do ácido tereftálico (PTA), e o etileno glicol (EG).
É um poliéster termoplástico quimicamente inerte, de alta resistência ao impacto e
excelentes propriedades de barreira de gases e odores, características que tornaram
o PET um material adequado para a produção de garrafas de bebidas. Entre as outras
aplicações do PET estão filmes, fibras têxteis, tubos, fitas, chapas, telhas, cordas de
varal, cerdas de vassoura e malas.
Figura 6: Estrutura molecular do polietileno tereftalato.
O álcool polivinílico (PVA) é usado em diferentes segmentos da indústria como
têxtil, plásticos, adesivos, tintas e papéis. Solúvel em água e em alguns solventes
orgânicos, soluções de PVA podem ser usadas na indústria cosmética em função de
suas características físicas, habilidade de formar filmes flexíveis, elásticos e
permeáveis ao vapor, e por apresentarem grande compatibilidade com pigmentos e
agentes umectantes.
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Figura 7: Estrutura molecular do álcool polivinílico.
Os polímeros também podem ser classificados de acordo com o tamanho,
distinguindo partículas nanoplásticas (menores que 1 μm de diâmetro) e
microplásticas (entre 1 μm e 5 mm), de mesoplastos maiores (entre 5 e 200 mm) e
objetos macroplásticos (maiores que 200 mm). Os microplásticos podem ser
produzidos como pellets que são usados como matéria-prima para a fabricação de
itens maiores, ou através da quebra mecânica de objetos plásticos maiores. Os
microplásticos são usados comumente em produtos de limpeza e cosméticos, e se
tornaram fonte de preocupação nos últimos anos devido à sua presença no ar, na
água, em sedimentos e em organismos, e sua natureza invisível faz com que sejam
capazes de serem transferidos através da cadeia alimentar e se infiltrarem nos tecidos
vivos (AVIO; GORBI; REGOLI, 2017).
O consumo crescente de materiais plásticos, bem como os impactos que eles
vêm causando, fez com que o interesse no desenvolvimento de novos tipos de
plásticos também crescesse. Atualmente, biopolímeros, polímeros biodegradáveis e
polímeros verdes são alguns exemplos de áreas de estudo que vêm se destacando
devido à sua viabilidade técnica e econômica, e por apresentarem grande potencial
de expansão (BRITO; AGRAWAL; ARAÚJO, 2011).
Os biopolímeros são polímeros obtidos a partir de fontes renováveis, alguns
deles possuindo grande potencial para substituição, em determinadas aplicações,
daqueles produzidos a partir de fontes fósseis (BRITO; AGRAWAL; ARAÚJO, 2011).
A Tabela 1 apresenta os polímeros de origem renovável com potencial de substituição
dos polímeros baseados em petróleo.
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Tabela 1: Potencial de substituição de alguns polímeros provenientes de fontes fósseis
por polímeros de fontes renováveis.
POLÍMERO PVC PEAD PEBD PP OS PMMA PA PET PC
Amido - + + + + - - - -
PLA - + - + + - + + -
PHB - + - ** + - - - -
PHBHx + ** ** ** + - - + -
** substituição completa; + substituição parcial; - não substitui.
Fonte: BRITO; AGRAWAL; ARAÚJO, 2011.
Polímeros biodegradáveis são aqueles cuja degradação resulta da ação de
microrganismos de ocorrência natural como bactérias, fungos e algas. Podem ser de
fontes renováveis, sintetizados por bactérias, derivados de fonte animal ou, em casos
raros, de fontes fósseis ou de misturas entre polímeros de fontes renováveis e fósseis
(BRITO; AGRAWAL; ARAÚJO, 2011).
O termo “polímero verde” é comumente utilizado para se referir a polímeros que
em sua síntese, processamento ou degradação produzem menor impacto ambiental.
Devido aos polímeros verdes possuírem características semelhantes às dos polímeros
convencionais, suas aplicações são iguais às possíveis para os análogos provenientes
de fontes fósseis (BRITO; AGRAWAL; ARAÚJO, 2011).
É importante ressaltar que, apesar de apresentarem benefícios ambientais, os
biopolímeros e polímeros verdes não são obrigatoriamente biodegradáveis e podem
se acumular no ambiente da mesma forma que os polímeros produzidos utilizando
petróleo como matéria prima.
A degradação é uma alteração química que reduz drasticamente a massa
molecular média do material. Qualquer grau significativo de degradação
inevitavelmente enfraquece o material, que se torna quebradiço o suficiente para se
desfazer em fragmentos. Estes, assim como partículas nanoplásticas, podem sofrer
degradação (geralmente via biodegradação mediada por microrganismos) com o
carbono presente no polímero sendo convertido a CO2 (ANDRADY, 2011).
15
De acordo com o agente degradante a degradação pode ser classificada em:
i. Biodegradação: ação de organismos vivos geralmente microrganismos.
ii. Fotodegradação: ação da luz (geralmente a luz solar com exposição ao ar
livre).
iii. Degradação termo-oxidativa: degradação oxidativa lenta a temperaturas
moderadas.
iv. Degradação térmica: degradação em altas temperaturas.
v. Hidrólise: degradação em reação com água.
Se tratando dos polímeros mais comuns, quando expostos ao ambiente
marinho, o principal agente degradante é a luz solar que inicia a degradação foto-
oxidativa. Uma vez iniciada, a degradação também pode prosseguir como termo-
oxidativa por algum tempo sem a necessidade de mais exposição à radiação UV. A
reação de degradação pode progredir enquanto o oxigênio estiver disponível para o
sistema. Na degradação polimérica, o peso molecular diminui e são gerados grupos
funcionais ricos em oxigênio. Outros processos de degradação são mais lentos em
comparação com a fotodegradação. A hidrólise geralmente não é um mecanismo
significativo na água do mar. Embora todos os biomateriais, incluindo os polímeros,
sejam degradáveis no ambiente marinho, a taxa desse processo é de várias ordens
de magnitude mais lenta em comparação com a degradação oxidativa induzida pela
luz (ANDRADY, 2011).
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3. ORIGEM DO PLÁSTICO NOS OCEANOS
A presença de resíduos plásticos nos oceanos foi relatada pela primeira vez na
literatura científica no início da década de 1970, e tem alcançado destaque nos últimos
anos (JAMBECK; GEYER; WILCOX, 2015). Tal poluição é de crescente preocupação
ecológica devido aos seus efeitos, à persistência química dos plásticos e à sua
fragmentação mecânica em microplásticos, que podem ser ingeridos por organismos
de diversos tamanhos, até mesmo pelos pequenos como o zooplâncton.
A poluição plástica tem se expandido de forma alarmante, chegando a ser
considerada onipresente, e sendo detectada até mesmo em ambientes de água doce
em locais remotos e intocados, como no gelo do mar Ártico, na superfície e no fundo
do mar (WORM; LOTZE; JAMBECK, 2017). A poluição de sistemas de água doce, em
especial rios e ambientes marinhos, é interligada, pois os rios desaguam no oceano.
Até o momento, os insumos terrestres presentes no mar foram atribuídos a uma zona
costeira de 50 km e 200 km de largura (SCHMIDT; KRAUTH; WANER, 2018). A maior
parte da população mundial vive em áreas costeiras, porém as redes fluviais podem
facilitar o transporte de detritos de plástico por longas distâncias para o mar, como tem
sido observado no caso de sedimentos terrestres, matéria orgânica, nitrogênio e
outros solutos. Dessa forma os rios conectam a maior parte da superfície terrestre
global ao meio ambiente.
Em 2009 estudos mostraram que 80% dos detritos marinhos eram plásticos,
materiais que estavam se acumulando rapidamente no fluxo de resíduos desde o final
da Segunda Guerra Mundial. Nesta época era estimado que mais de 13.000 pedaços
de lixo plástico estavam flutuando em cada quilômetro quadrado do oceano
(AGAMUTHU, 2009). Essa massa de plástico estava e ainda está sendo lentamente
decomposta em pellets de plástico, que a fauna marinha costuma confundir com
comida. Pequenos peixes inadvertidamente consomem pequenos pedaços de plástico
como se fossem plâncton. Esses peixes são então consumidos por espécies maiores
e a contaminação plástica sobe pela cadeia alimentar, resultando em bioacumulação.
Estima-se que anualmente 8 milhões de toneladas de resíduos plásticos
entraram nos oceanos (ONU, 2018), onde a degradação ocorre de forma mais lenta,
podendo levar várias centenas de anos. Os plásticos descartados de forma incorreta
17
chegam ao mar através das praias e de fontes terrestres, como rios, escoamento de
águas pluviais, descargas de águas residuais, ou até mesmo transporte de lixo da
terra pelo vento. Os oceanos são apontados como destino final de aproximadamente
10% da produção anual de plásticos (WORM; LOTZE; JAMBECK, 2017).
Em decorrência do seu peso molecular muito alto e da falta de análogos
naturais, os plásticos convencionais não se degradam facilmente em ambientes
marinhos e terrestres, e podem apenas se desintegrar fisicamente. Forças mecânicas,
como ondas ou a força abrasiva de grãos de sedimentos, fazem com que os plásticos
sejam quebrados em pedaços menores, porém isso não interfere na massa molecular
dos plásticos, apenas na sua distribuição de tamanho. Quando os plásticos são
expostos à radiação UV da luz solar e ao oxigênio, podem ser oxidados, formando
hidroperóxidos que acarretam na cisão da cadeia polimérica; este processo pode levar
entre décadas e séculos para ocorrer em solos naturais (MENDENHALL, 2018). Nos
oceanos, esses processos podem ser ainda mais lentos, pois as forças mecânicas e
fotolíticas são muito diminuídas, particularmente em águas mais profundas. Objetos
plásticos que entram nos oceanos inevitavelmente se contaminam com bactérias,
algas, outros organismos e sedimentos, reduzindo assim a área de superfície exposta
à radiação UV e ao oxigênio logo após a introdução no ambiente marinho. Assim, a
maioria dos resíduos plásticos que chega aos oceanos pode permanecer intacta por
séculos, se acumulando no ambiente. Exceções correspondem a alguns polímeros
biodegradáveis (WORM; LOTZE; JAMBECK, 2017).
Em pesquisa da fundação holandesa The Ocean Cleanup (TOC, 2019),
considerada uma das maiores para avaliar a extensão da “Grande Mancha de Lixo do
Pacífico”, foram coletados itens com a data de fabricação legível, e verificou-se que
plásticos da década de 1970 ainda permanecem intactos no oceano. A análise da
pesquisa revelou que pequenos pedaços de plástico, com menos de 0,5 cm, compõem
a maior parte dos 1,8 trilhões de peças que flutuam na mancha, correspondendo a
cerca de 8% da massa suspensa no mar. Estima-se que o número de peças presentes
nos oceanos chegue a 5,25 trilhões. As redes de pesca descartadas são responsáveis
por quase metade da massa dos resíduos plásticos.
Os plásticos descartados de forma incorreta têm grande efeito nas indústrias
de pesca, navegação e turismo. Segundo avalição da ONU o custo da poluição
18
causada por detritos no ambiente marinho é de aproximadamente US$ 13 bilhões
(ONU, 2018).
É importante mencionar que todos os países são responsáveis pela situação
atual dos resíduos plásticos no oceano. Em levantamento realizado em 2015, China,
Indonésia, Filipinas, Vietnã e Sri Lanka eram os cinco países que mais despejavam
este tipo de resíduos no ambiente marinho, e o Brasil ocupava a décima sexta posição
(JAMBECK, 2015).
4. IMPACTOS DA POLUIÇÃO PLÁSTICA NA VIDA MARINHA
No final do século XIX os plásticos produzidos a partir de celulose foram
desenvolvidos com o ideal de substituir produtos feitos a partir do marfim dos elefantes,
o que posteriormente evoluiu para utilização de insumos químicos de petróleo. Esta
mudança conferiu aos materiais redução de custo, qualidade e durabilidade. De forma
controversa, o material desenvolvido para salvar vidas animais hoje é responsável
pela morte de cerca de 100 mil animais marinhos a cada ano (National Geographic,
2018), e estima-se que de todo o material plástico produzido durante 150 anos, 40%
foi usado apenas uma única vez antes do descarte (ONU, 2018). Entre os materiais
mais encontrados nos oceanos então canudos, sacos plásticos, redes de pesca,
bitucas de cigarro e tampas de garrafas.
Os primeiros relatos sobre o impacto dos resíduos plásticos sobre a vida
marinha ocorreram na década de 1960, onde foi documentada a morte de aves,
tartarugas, peixes e mamíferos marinhos (GALL; TOMPSON, 2015). O impacto sobre
os recifes de coral também é documentado desde esse período.
Uma vez no oceano, o plástico se configura rapidamente como um novo
ambiente para o desenvolvimento de microrganismos como bactérias e invertebrados,
assim os resíduos se tornam um vetor de organismos estranhos ao ambiente. Como
19
viajam longas distâncias, podem introduzir espécies exóticas, que por sua vez podem
trazer prejuízos e até chegar a causar a extinção de espécies nativas.
Em se tratando do impacto dos resíduos plásticos na fauna marinha, podemos
destacar como mais comuns o emaranhamento e a ingestão de detritos
macroplásticos por animais. As tartarugas são as espécies mais afetadas, e estima-
se que 100% das espécies de tartarugas ingerem plásticos ou se emaranham neles.
As espécies de aves e mamíferos também são bastante afetadas, com estimativas de
46% e 40% respectivamente. O número de espécies marinhas afetadas por resíduos
plásticos aumenta a cada revisão realizada (WORM; LOTZE; JAMBECK, 2017).
Sabe-se que o entrelaçamento afeta pelo menos duzentas e quarenta e três
espécies, geralmente com consequências fatais (WORM; LOTZE; JAMBECK, 2017).
Em muitos casos, o emaranhamento ocorre em equipamentos de pesca abandonados
ou descartados, a chamada “pesca fantasma”. Estima-se que uma rede capture dois
invertebrados por dia, um peixe a cada três dias e uma ave marinha a cada cinco dias
(GEYER; JAMBECK; LAW, 2017). Outros tipos de detritos plásticos que também
resultam em altas taxas de emaranhamento incluem embalagens e cordas.
A ingestão de plásticos afeta mais de duzentas e oito espécies (WORM;
LOTZE; JAMBECK, 2017). Observando o aumento da poluição plástica e detritos de
plástico flutuantes, observou-se também aumentos na ingestão de plásticos por aves
marinhas e tartarugas marinhas ao longo do tempo, com uma taxa de aumento de
1,7% por ano para aves marinhas e 0,7% para tartarugas (WORM; LOTZE; JAMBECK,
2017). Tartarugas marinhas parecem confundir objetos flutuantes flexíveis, como
sacos plásticos, com águas-vivas, causando problemas gastrointestinais como
bloqueio, lesão e impedimentos reprodutivos. Algumas aves marinhas, como os
albatrozes, possuem um olfato altamente evoluído e parecem ser atraídos por
substâncias químicas absorvidas por plásticos flutuantes. Efeitos letais devido à
ingestão de plásticos são menos comuns do que os causados pelo emaranhamento.
Algumas consequências sub-letais da ingestão de plástico são o comprometimento da
capacidade de capturar e digerir alimentos, sensação de fome, diminuição da
condição corporal e comprometimento da locomoção, incluindo migração. Mamíferos
marinhos, aves marinhas, tartarugas e peixes são os organismos mais afetados por
detritos plásticos macroscópicos (WORM; LOTZE; JAMBECK, 2017).
20
Partículas de plástico menores que 5 mm estão presentes de forma significativa
nos oceanos, entrando no ambiente marinho diretamente pelo escoamento de
microplásticos presentes em produtos cosméticos e de higiene, e como resultado da
fotodegradação por radiação solar e intemperismo de fragmentos plásticos presentes
nas praias. A detecção de plásticos em pequenos peixes e invertebrados é mais difícil
devido às dificuldades no isolamento e identificação de partículas microscópicas. A
ingestão de microplásticos é muito comum para muitos organismos, particularmente
quando os mecanismos de alimentação não permitem discriminar partículas.
Absorção de microplásticos por organismos do tráfico primário, fitoplâncton e
zooplâncton, é identificada como a forma de transferência de microplásticos para a
cadeia alimentar (AVIO; GORBI; REGOLI, 2017).
Organismos, como caranguejos-da-praia (Carcinus maenas) e bivalves
filtrantes, além de ingerir microplásticos, juntamente com alimentos, apresentam
essas partículas nas brânquias. Alguns animais com valor comercial e consumidos
inteiros, como camarões marrons capturados e bivalves cultivados, destacam
implicações para a saúde humana.
A Figura 8 esquematiza a captação e possível transferência trófica de poluição
plástica em redes alimentares marinhas. Resíduos plásticos de diferentes tamanhos
afetam as espécies de forma direta por ingestão ou emaranhamento (setas grossas),
ou indireta por captação com fontes de alimento (setas finas). Animais de diferentes
tamanhos e posições tróficas são expostos a partículas de diferentes tamanhos com
algum grau de bioacumulação e poluentes químicos.
21
Figura 8: Captação e possível transferência trófica de poluição plástica na cadeia
alimentar marinha
Fonte: WORM; LOTZE; JAMBECK, 2017.
A Figura 9 apresenta de forma simplificada o caminho dos resíduos plástico na cadeia
alimentar marinha.
Figura 9: Caminho dos resíduos plásticos na cadeia alimentar marinha
Fonte: MARIBUS, 1991 (adaptado)
22
Os poluentes plásticos podem ser altamente tóxicos a diversos organismos,
incluindo o ser humano, causando sérios danos principalmente aos sistemas
reprodutivo, nervoso, imunológico e endócrino, podem ser cancerígenos e causarem
deformação em fetos e abortos espontâneos, comprometendo assim a proliferação
das espécies. Alguns polímeros possuem ainda a capacidade se acumularem nos
organismos, aumentando sua concentração ao longo da cadeia alimentar (MARIBUS,
1991).
5. FORMAS DE COMBATER A POLUIÇÃO PLÁSTICA NOS OCEANOS
As atividades humanas são capazes de modificar o funcionamento de sistemas
reguladores terrestres, e umas das atividades mais visíveis é a fabricação, uso e
descarte de polímeros. Este material está tão difundido no meio ambiente que se torna
extremamente difícil calcular sua presença em valores absolutos. Recentemente, a
atenção científica passou a considerar os polímeros como potencial ameaça de limite
planetário. Os limites planetários definem os limites de precaução para perturbações,
como níveis de mudanças nos ecossistemas. Substâncias se tornam uma
preocupação planetária quando exibem persistência, distribuição em escala cruzada
e potencial para impacto nos processos vitais do ecossistema terrestre (GÓMEZ;
CORNELL; FABRES, 2018).
Quatro cenários potencias foram definidos para os efeitos de poluentes
químicos:
i. as concentrações do contaminante consideradas homogêneas em escala
global;
ii. os efeitos são rapidamente distribuídos globalmente;
iii. os efeitos do contaminante observáveis em escala global;
23
iv. existe um intervalo de tempo entre a exposição do contaminante e os efeitos.
Tais cenários se aplicam prontamente a poluentes como CFCs, que deterioram
a camada de ozônio, e aos gases sintéticos de efeito estufa, que afetem as
propriedades radiativas da atmosfera global. Os CFCs demonstram claramente a
possibilidade de "ecotoxicidade planetária", mesmo quando as próprias substâncias
foram avaliadas como de muito baixa toxicidade.
Como uma substância de fase sólida, o plástico no ambiente marinho requer
uma perspectiva diferente nesses cenários. A poluição plástica marinha é irreversível
e globalmente onipresente, e há um intervalo de tempo entre a exposição e os efeitos,
portanto, atende a três dos quatro cenários propostos para um limite planetário de
poluição química. Há evidências crescentes sobre as consequências ecológicas da
poluição plástica, porém os cenários de ameaça propostos que definem os requisitos
para um poluente químico ser um candidato a limite planetário precisaram ser
adaptados para a poluição plástica marinha, onde as propriedades da fase sólida do
plástico introduzem complexidade adicional às rotas químicas e impactos ecológicos
(GÓMEZ; CORNELL; FABRES, 2018).
O crescente acúmulo de resíduos plásticos nos oceanos e seus efeitos
caracterizam um problema ambiental global, como as alterações climáticas. Dessa
forma é extremamente difícil que uma solução única seja encontrada. Por outro lado,
é possível propor um grupo de soluções que, quando executadas em conjunto, podem
combater o problema e minimizar os danos.
5.1. Polímeros Biodegradáveis
Os polímeros biodegradáveis são polímeros cuja degradação é feita pela ação
de microrganismos que ocorrem de forma natural como bactérias, fungos e algas, e
podem ser consumidos em semanas ou meses quando em condições favoráveis de
biodegradação. Eles podem ser produzidos a partir de fontes renováveis, sintetizados
24
por bactérias, ou serem derivados de fonte animal. Alguns polímeros biodegradáveis
podem ser produzidos utilizando fontes fósseis, petróleo ou a mistura entre biomassa
e petróleo (BRITO; AGRAWAL; ARAÚJO; MÉLO, 2011). Podem ser divididos como
sintéticos, naturais ou microbianos de acordo com sua origem (Figura 10).
Figura 10: Classificação dos polímeros biodegradáveis.
Fonte: DOPPALAPUDI, 2014 (adaptado)
Alguns polímeros convencionais podem ser substituídos por polímeros
biodegradáveis, os quais devem ser escolhidos levando em conta características
como propriedades mecânicas, taxas de degradação, biocompatibilidade, estabilidade,
custo, permeabilidade e facilidade de processamento (DOPPALAPUDI et al., 2014).
25
Como podem ser obtidos a partir de recursos renováveis apresentam vantagens também
em relação a produção de gases de efeito estufa.
5.2. Remoção de resíduos do ambiente marinho
A formação de grandes aglomerados de resíduos plásticos se destaca quando
tratamos de poluição plástica nos oceanos, e uma forma de combater essa poluição é
a coleta e remoção desses materiais. Para atenuar esse problema, fundações como
a The Ocean Cleanup (TOC, 2019) estão se dedicando ao desenvolvimento de
tecnologias para extrair, prevenir e interceptar detritos de plástico das zonas costeiras
e oceânicas.
A tecnologia principal usada pela The Ocean Clenup consiste em usar lanças
flutuantes colocadas perpendicularmente no oceano, e o fluxo das correntes marinhas
contendo plástico faz com que os detritos fiquem retidos, podendo assim ser extraídos.
O teste piloto desta tecnologia foi realizado na ilha japonesa de Tsushima. A fundação
tem como objetivo remover 50% dos resíduos plásticos flutuantes do Oceano Pacífico
em 5 anos (TOC, 2019).
Outro exemplo de fundação atuando na remoção de resíduos plásticos dos
oceanos é a 4ocean (4OCEAN, 2019), um movimento global que remove ativamente
esses detritos do oceano e da costa. A fundação, que utiliza pilares para captar e
posteriormente remover os resíduos, possui equipes que trabalham vinte e quatro
horas por dia sete dias por semana. O plástico recolhido é usado para produzir
principalmente braceletes, que são vendidos para todo o mundo, e o dinheiro
arrecadado é usado para financiar o projeto. Até o momento a 4ocean estima ter
removido mais de 1,2 Mt de lixo da natureza (4OCEAN, 2019).
Como exemplo de iniciativa governamental podemos citar as autoridades da
cidade de Kwinana na Austrália. Para conter a entrada de resíduos sólidos no oceano
o governo da cidade instalou um sistema simples de filtragem. O sistema consiste em
26
uma rede instalada na saída de um tubo de drenagem, que capta detritos e protege
as águas de serem contaminadas pelo lixo (CITY OF KWINANA, 2018). A produção e
instalação dessas redes custa cerca de US$ 10.000, mas apesar do custo elevado o
sistema é considerado muito lucrativo, pois proporciona grande economia nos custos
de limpeza e grandes ganhos ambientais. Quando as redes estão cheias são retiradas,
e todo o lixo é descartado em caminhões especiais de coleta, que transportam os
resíduos para um centro de triagem onde o material é separado em reciclável e não
reciclável. Todos os resíduos captados são processados e reutilizados e após a
limpeza as redes são recolocadas nas saídas de drenagem.
5.3. Reduzir, Reciclar e Reutilizar (3R)
Reduzir, Reutilizar e Reciclar, conhecidas como os 3R da sustentabilidade, são
ações que visam minimizar o desperdício de materiais e produtos, e assim diminuir a
extração de recursos da natureza. Reduzir significa consumir menos produtos e
preferir aqueles que ofereçam menor potencial de geração de resíduos e tenha maior
durabilidade. Reutilizar é reaproveitar um produto na mesma ou em outras funções.
Reciclar envolve a transformação dos materiais para a produção de matéria-prima
para outros produtos por meio de processos industriais ou artesanais (MINISTÉRIO
DO MEIO AMBIENTE, 2018).
Em 1950 iniciativa 3R foi introduzida pelo Japão, o país promoveu a sua
implementação no mercado interno e no cenário internacional. A minimização de
resíduos foi assim colocada em destaque no gerenciamento de resíduos sólidos e a
reciclagem se desenvolveu (ALI; SION, 2014).
De maneira específica, pode-se pontuar algumas ações que se enquadram nas
estratégias 3R.
Exemplos de ações referentes a reduzir são:
- utilizar sacolas retornáveis ao invés de sacolas plásticas nos supermercados;
27
- preferir copos e materiais reutilizáveis ao invés dos descartáveis;
- consertar objetos ao invés de jogá-los fora e comprar novos;
- conter o consumismo desenfreado de produtos não úteis.
Exemplos de ações referentes a reutilizar são:
- aproveitar de latas e garrafas para a confecção de outros objetos de uso cotidiano;
- reutilizar a água empregada na lavagem de roupas para lavagem do quintal ou até
da casa;
- consertar objetos quebrados ao invés de descarta-los.
Exemplos de ações referentes a reciclar são:
- usar papéis reciclados;
- priorizar o consumo de plásticos reciclados;
- isolar o alumínio de latas descartadas e emprega-lo como matéria-prima.
Os 3R da sustentabilidade se aplicam em escala industrial, como é o caso da
incorporação do dióxido de carbono (CO2) como matéria-prima durante a fabricação
de produtos plásticos. Tendo em vista que o aquecimento global e que o dióxido de
carbono é um dos principais gases do efeito estufa, a utilização de dióxido de carbono
capturado é uma abordagem para a redução das emissões e o uso de recursos fósseis
(VAN HEEK; ARNING; ZIEFLE, 2017).
A indústria química é um dos setores potencialmente poluentes, e os resíduos
possuem alto custo de tratamento e legislação rigorosa. A indústria de tintas é uma
das mais poluidoras, pois gera grandes quantidades de efluentes, sendo a água
residual da pintura caracterizada pela alta demanda química e biológica de oxigênio e
por altas concentrações de estireno acrílico, carbonato de cálcio, titânio, dióxido de
carbono, sólidos suspensos e materiais coloridos. Dessa forma, reduzir os resíduos
28
produzidos é uma das melhores formas de gerenciamento. A aplicação dos 3R no
setor de produção de tintas visa reduzir a quantidade de águas residuais geradas e
reutilizar águas residuais de tintas na fabricação de tijolos de cimento, reciclar a água
de resfriamento e melhorar a eficiência do uso da água. Tais ações podem representar
uma redução de 44,4% nas águas residuais (MOSTAFA; PETER, 2017).
A Dow Chemical participa de iniciativas no Japão e na Indonésia para a redução
da deposição de resíduos plásticos nos oceanos. Esta iniciativa, em conjunto com a
Universidade de Ciências de Tóquio e a Federação Japonesa da Indústria de Plásticos,
monitora a quantidade de resíduos que chegam ao oceano. Em parceria com o
Instituto de Tecnologia Bandung e associações industriais da Indonésia, a Dow
colabora para o desenvolvimento de estradas feitas com plástico reciclado, e em 2017
cerca de 3,5 toneladas de resíduos plástico foram utilizados para esse fim (TULLO,
2018).
29
6. PERSPECTIVAS FUTURAS
Considerando os dados apresentados, as perspectivas futuras são alarmantes.
Segundo a ONU, se a deposição de resíduos plásticos nos oceanos continuar com a
taxa de crescimento que apresenta atualmente em 2050 haverá mais plástico do que
peixes no Oceano.
Caso não haja melhorias na infraestrutura de gerenciamento de resíduos,
estima-se que as quantidades de resíduos plásticos no ambiente aumentem em uma
ordem de grandeza (GEYER, JAMBECK, LAW, 2017). A distribuição geográfica
prevista de resíduos de plástico mal geridos em 2025 não muda substancialmente,
embora a disparidade entre países em desenvolvimento e industrializados deva
crescer.
Apesar das perspectivas negativas, ações para que elas não se concretizem
ocorrem diariamente. Pesquisadores realizam estudos e desenvolvem novas
tecnologias, fundações e governos se engajam em desenvolver e colocar em prática
novas formas de retirar e evitar que novos resíduos cheguem aos oceanos, e a
sociedade se conscientiza e dia a dia muda seus hábitos para reduzir a produção de
resíduos.
No primeiro semestre de 2018, líderes do G7 (Canadá, França, Alemanha, Itália
e Reino Unido) se reuniram em Quebec e assinaram um acordo tratando da questão
dos resíduos plásticos nos oceanos. Neste acordo, os países se comprometeram a
aumentar a reciclagem e reduzir o uso de plásticos descartáveis. O acordo prevê que
a indústria torne todos os plásticos produzidos reutilizáveis, recicláveis ou
recuperáveis até 2030 (TULLO, 2018).
Em 29 de outubro de 2018, na conferência Our Ocean (em Bali, Indonésia), foi
oficialmente lançado o Compromisso Global por uma Nova Economia do Plástico.
Nele, governos, ONGS e mais de 250 organizações, incluindo alguns dos maiores
fabricantes, marcas, varejistas e recicladores de embalagens do mundo, assinaram
um compromisso global para erradicar o desperdício e a poluição por plásticos em sua
origem. As metas incluem eliminar embalagens plásticas problemáticas ou
desnecessárias e migrar de modelos de uso descartável para modelos de reuso;
garantir que 100% das embalagens plásticas possam ser reutilizadas, recicladas ou
30
compostadas com facilidade e segurança até 2025; e circular o plástico produzido,
aumentando a quantidade de plásticos reutilizados ou reciclados e transformados em
novas embalagens ou produtos. Eliminar os plásticos desnecessários ou
problemáticos é uma parte essencial da visão do Compromisso Global.
31
7. CONCLUSÕES
O uso dos plásticos cresceu e se tornou cada vez mais importante desde o seu
desenvolvimento, e atualmente a vida sem ele se tornou inimaginável. Porém, o uso
indiscriminado e o descarte irresponsável tornaram um produto originalmente criado
para salvar vidas animais e melhorar a vida humana em um vilão ambiental,
responsável por mortes de animais e desequilíbrio ecológico.
Diante dos problemas causados em decorrência do descarte incorreto de
resíduos plásticos ficou claro que ações precisam ser tomadas para corrigir o
problema e evitar que ele se agrave.
O desenvolvimento de novas tecnologias, como plásticos biodegradáveis para
aplicação em larga escala, microrganismos modificados para degradar resíduos
plásticos, leis antipoluição, políticas governamentais de incentivo à reciclagem e
programas de conscientização da população são algumas ações que se colocadas
em práticas podem ajudar a diminuir o problema.
Todos somos responsáveis pelo atual panorama da poluição plástica nos
oceanos, e cabe a todos nós agirmos para que o problema seja resolvido. Pequenas
mudanças de hábito como evitar o uso de descartáveis, reciclar o lixo residencial e o
consumo consciente são pequenas atitudes que contribuem para o meio ambiente.
32
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