Impacte dels residus plàstics en organismes marins: avaluació de la bioacumulació de plastificants i retardants de flama

Programa de Doctorat en Química Analítica i Medi Ambient /Tesi realitzada a l'Institut de Diagnòstic Ambiental i Estudis de l'Aigua (IDAEA-CSIC)Els organofosfats èsters (OPEs) s’apliquen a una gran varietat de materials tant com a retardants de flama (FRs) i/o com a plastificants. En són un exemple els aparells electrònics, els teixits, mobles i els plàstics en si. Cada vegada hi ha una demanda més gran d’aquests compostos ja que són els principals substituts dels FRs èters difenílics polibromats (PBDEs), prohibits el 2009 pel Conveni d’Estocolm. En aquesta tesi s’ha volgut avaluar l’impacte d’OPEs i d’altres FRs ja prohibits en el medi ambient i més concretament, en els organismes marins. Per fer-ho, s’ha estudiat el comportament espai- temporal dels OPEs analitzant 4 espècies diferents de dofins. Per tal de poder escollir quin teixit dels dofins era el més idoni per poder estudiar la concentració d’OPEs en biota marina, es va dur a terme un anàlisi d’aquests contaminants en diferents teixits del dofins recol·lectats al Mar d’Alboran. L’estudi va demostrar que el múscul era el més adient i per tant, és el teixit que es va mostrejar en els altres dofins. Les diferents espècies de dofí s’han mostrejat en 3 zones. L’anàlisi espacial només s’ha realitzat per a les dues zones que disposàvem de mostres d’anys similars: Mar Mediterrani (per la costa catalana) i l’Oceà Índic (per la costa de Sudàfrica). En aquest estudi, es va poder observar que la concentració d’OPEs a la costa de Sudàfrica era 1,5 vegades superior a la del Mediterrani occidental. Tot i així, la diferència de concentracions entre ambdues zones no era significativa. També es va poder estudiar la concentració de PBDEs en les mateixes zones d’estudi, observant que eren molt més baixes que les trobades pels OPEs. Es va destacar que pel cas de la costa de Sudàfrica els OPEs eren significativament superiors als PBDEs, fins a dos ordres de magnitud per sobre. Aquest fet, va fer pensar que la contaminació d’OPEs, a banda de venir del seu ús com a FRs, també hi tenia un gran impacte la seva funció com a plastificant ja que es tracta d’una zona molt contaminada pels residus plàstics. Els perfils d’OPEs trobats a les 3 zones ens mostra la semblança que hi ha entre les dues costes del mateix mar, el Mediterrani, enfront a la del sud-oest de l’Índic. La tendència temporal dels OPEs, es va veure només en el Mar Mediterrani, a on s’observà que la concentració dels OPEs era constant al llarg del temps, així com les concentracions de plàstics en la mateixa zona. També s’ha estudiat la bioacumilació i la biomagnificació d’OPEs en organismes marins. En aquest cas, s’han pogut analitzar per primera vegada mostres de diferents espècies d’organismes marins de diferents nivells tròfics, com per exemple la medusa i la tortuga babaua, entre d’altres. Es va poder observar que no existien diferències significatives entre els nivells tròfics estudiats, indicant una manca de biomagnificació global dels OPEs. Tot i així, al disposar de mostres de parelles predador-presa es va poder calcular el BMF i veure quins contaminants tendien a biomagnificar-se de manera individual on es va observar que compostos que la bibliografia descriu com que tendeixen a metabolitzar-se, com per exemple el TNBP, presenten un potencial de biomagnificació. També es va comprovar que l’aportació dels OPEs als organismes marins pot venir donada tant per la dieta com per la ingesta directa de plàstics. Els resultats de les mostres de lluç ens va permetre calcular la ingesta d’OPEs a través del consum de peix, observant una nul·la amenaça per a la salut pública d’aquests contaminants per aquesta via d’entrada, tot i que l’exposició dels humans cap aquests contaminants és més àmplia. Finalment, al disposar de les mostres de rorqual comú i fetus, es va poder fer el primer estudi de transferència materna d’OPEs i també es va poder mirar la transferència de les SCCPs i el DBDPE. Els resultats van demostrar concentracions d’aquests tres compostos en els fetus, demostrant així la transferència placentària.Organophosphate ester (OPEs) are applied to a wide variety of materials both as flame retardants (FRs) and/or as plasticizers. Examples are textiles, furniture and plastics. There is a growing demand for these compounds as they are the main substitutes for FRs polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), banned in 2009 by the Stockholm Convention. The aim of this thesis is to evaluate the impact of OPEs and other FRs already banned on the environment and on marine organisms. The spatio-temporal trends of OPEs has been studied by analyzing 4 different species of dolphins from 3 different areas. The spatial analysis was carried out for the two areas where we had samples from similar years: the northwestern Mediterranean Sea and the Indian Ocean. It was observed that the concentration of OPEs on the coast of South Africa was 1.5 times higher than in the Mediterranean. In the case of the Indian Ocean the OPEs were significantly higher than the PBDEs, up to two orders of magnitude above. This fact suggested that the contamination of OPEs had a great impact on its function as a plasticizer as it is an area heavily contaminated by plastic litter. The profiles of OPEs found in the 3 zones show the similarity between the two coasts of Mediterranean, compared to Indian Ocean. The temporary trend of OPEs was seen only in the Mediterranean Sea, where it was observed that the concentration of OPEs was constant over time, as well as the concentrations of plastics in the same area. We also studied the bioaccumulation and biomagnification of OPEs in marine organisms. In this case, samples of different species of marine organisms of different trophic levels could be analyzed for the first time. It was observed that there were no significant differences between the trophic levels studied, indicating a lack of global biomagnification of OPEs. Having samples of predator-prey pairs, it was possible to calculate the BMF and see which contaminants tended to biomagnify individually and with the common whale and foetus samples available, the first maternal transfer study of OPEs, SCCPs and DBDPE could also be looked at