JULIANA LOUREIRO CANDIDO

Resíduos plásticos nos oceanos: origem, impacto e combate

LORENA, SP

2019

1

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.

9

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).

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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

8. REFERÊNCIAS

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