Deteção de Microplásticos em Subprodutos de ETAR

Abstract

A presente dissertação tem como objetivo a quantificação e caracterização de microplásticos presentes em dois subprodutos de ETAR. Foram analisadas amostras pontuais de lamas desidratadas e gorduras provenientes da ETAR da Quinta do Conde. Para auxiliar a identificação dos microplásticos nas amostras foram desenvolvidos e avaliados diversos procedimentos para a extração das partículas. O procedimento selecionado para tratamento das amostras de lamas é materializado por uma etapa de digestão da matéria orgânica com H2O2 a 35% seguida de separação densimétrica com solução de ZnCl2, enquanto o procedimento aplicado às amostras de gorduras inclui uma etapa de digestão com KOH a 10% e dissolução com etanol a 100% para ressolubilizar gorduras saponificadas pela reação com o KOH. A identificação dos microplásticos foi realizada visualmente e auxiliada pela análise de natureza química, com recurso à espectroscopia de ATR-FTIR. As lamas analisadas apresentam 557 MP.g-1 (ps), de dimensão média 462 μm, predominando fibras e fragmentos coloridos. As gorduras apresentam 415 MP.g-1 (ps), de dimensão média 663 μm, possuindo uma caracterização e distribuição pelas categorias avaliadas semelhante ao verificado nas amostras de lamas. Identificaram-se predominantemente fibras PET em ambas amostras, e quantidades significativas dos polímeros PE, PP, PA, PUR e do copolímero de PE e PP. Os resultados obtidos sublinham a importância do desengorduramento na remoção de microplásticos da água residual, aferindo-se capaz de impedir a libertação de 8 biliões MP.ano-1 pelo efluente tratado. Contudo, revelam igualmente a potencial contaminação provocada pelos microplásticos que advém da utilização de lamas desidratadas em diversas atividades, dado o conteúdo de 72 biliões MP.ano-1, potenciando a dispersão no ambiente.

The present work aims to quantify and characterize microplastics in two by-products of WWTP (Wastewater Treatment Plants). Grease and dehydrated sludge samples were collected from the Quinta do Conde WWTP and analysed. To allow efficient and prompt identification of microplastics, several procedures were developed and evaluated for particle extraction from these complex matrix samples. The method selected as the pre-treatment for sludge samples comprises a digestion step with 35% H2O2 followed by density separation technique with ZnCl2 solution. The pre-treatment for grease samples includes the digestion of organic matter achieved with 10% KOH, and subsequent dissolution of saponified grease with 100% ethanol. The identification of microplastics was performed visually and aided by chemical analysis, using ATR-FTIR spectroscopy. Sludge samples exhibited 557 MP.g-1 (dry weight), with 462 μm of average size, predominantly coloured fibres and fragments, while grease samples presented 415 MP.g-1 (dry weight), of average size 663 μm. Both by-products presented similar characterization and distribution in the majority of the categories evaluated. Additionally, PET fibres were predominantly identified in both samples, and significant amounts of PE, PP, PA, PUR and the PE and PP copolymer were reported. The results registered in this study underline the importance of degreasing as a step to ensure removal of microplastics from wastewater, since it was estimated to be capable of preventing the release of 8 trillion MP.year-1 with the treated effluent. However, the results have also shown the potential microplastic contamination that can be caused by land application of dehydrated sludge, given its estimated content of 72 trillion MP.year-1, consequently enhancing the dispersion of these micropollutants in the environment.