Remediação de águas urbanas contaminadas com microplásticos usando nanopartículas magnéticas e biossurfactantes

Abstract

Os polímeros sintéticos, amplamente utilizados na sociedade contemporânea, são majoritariamente derivados do petróleo e apresentam elevada persistência ambiental. O descarte inadequado de resíduos plásticos favorece sua fragmentação em microplásticos — partículas entre 0,1 µm e 5 mm — que se acumulam em diferentes compartimentos ambientais e podem adsorver poluentes orgânicos persistentes, representando riscos à saúde e ao meio ambiente. A remoção desses contaminantes em sistemas hídricos ainda enfrenta limitações, principalmente devido à ausência de tratamentos terciários em estações de tratamento de água e esgoto e à dispersão difusa, como no caso das águas pluviais. Neste contexto, este trabalho apresenta uma pesquisa experimental voltada ao desenvolvimento de um método de remediação de águas urbanas contaminadas com microplásticos, utilizando nanopartículas magnéticas de óxido de ferro recobertas com o biossurfactante surfactina. Os experimentos laboratoriais utilizaram microplásticos de poliestireno como modelo, avaliando-se sua descontaminação com o nanocompósito proposto. Os resultados indicaram que, com tempo de contato de 30 minutos, pH 7,0 e volume de 50 µL de nanocompósito, foi possível atingir eficiência de remoção de quase 95% quando aplicado em águas naturais urbanas.

Synthetic polymers, widely used in contemporary society, are predominantly derived from petroleum and exhibit high environmental persistence. The improper disposal of plastic waste promotes its fragmentation into microplastics—particles ranging from 0.1 µm to 5 mm—which accumulate in different environmental compartments and can adsorb persistent organic pollutants, posing risks to human health and the environment. The removal of these contaminants from aquatic systems still faces significant limitations, mainly due to the lack of tertiary treatment in water and wastewater treatment plants and to diffuse pollution sources, such as stormwater runoff. In this context, this study presents an experimental research aimed at developing a remediation method for urban waters contaminated with microplastics, using iron oxide magnetic nanoparticles coated with the biosurfactant surfactin. Laboratory experiments employed polystyrene microplastics as a model, evaluating their removal using the proposed nanocomposite. The results indicated that, with a contact time of 30 minutes, pH 7.0, and a nanocomposite volume of 50 µL, a removal efficiency of almost 95% was achieved when applied to natural urban waters.