Microplásticos en el suelo: la tomografía con neutrones y rayos X muestra dónde yacen las partículas en el suelo
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Realmente es un problema: los microplásticos están por todas partes. Ahora, un equipo del HZB y la Universidad de Potsdam ha desarrollado un método que permite por primera vez localizar con precisión los microplásticos en el suelo. La tomografía 3D muestra exactamente la ubicación de las partículas y el cambio en la estructura del suelo, lo que a su vez puede afectar a los flujos de agua y a las propiedades del suelo.
Microplásticos en el suelo - Se analizó una muestra de suelo arenoso de Beelitz que contenía fragmentos de una fina película de polietileno (PET). Estas películas se utilizan en el cultivo de espárragos. La tomografía de neutrones (en tonos grises) muestra dónde se encuentran los fragmentos de PET. La tomografía de rayos X de la muestra (ocre) revela la estructura del suelo: superpuesta a la tomografía de neutrones, se hacen visibles las partículas de PET (en azul) que contiene.
C. Tötzke/HZB/Uni Potsdam
En la actualidad, los microplásticos son uno de los principales contaminantes del medio ambiente. El tráfico rodado representa una proporción especialmente elevada: sólo en Alemania, el desgaste de los neumáticos genera unas cien mil toneladas de microplásticos al año, además de las partículas procedentes del césped artificial, los cosméticos, los detergentes, la ropa, las mascarillas desechables, las bolsas de plástico y otros residuos que acaban en la naturaleza. Los microplásticos se encuentran en todas partes. Pero, ¿qué ocurre con estas partículas en los distintos suelos? ¿Se rompen en trozos cada vez más pequeños y cómo se reubican y transportan, modificando las estructuras del suelo?
Encontrar microplásticos en el suelo
Algunas de estas cuestiones ya se están analizando: se hace flotar una muestra de suelo en una solución salina pesada, tras lo cual los componentes individuales se separan en función de su densidad: Las partículas plásticas y orgánicas flotan en la superficie, mientras que las minerales se hunden. A continuación, la mezcla de materia orgánica y partículas de plástico se trata, por ejemplo, con peróxido de hidrógeno, con lo que los componentes orgánicos se descomponen y las partículas microplásticas deberían permanecer. Aunque este método permite determinar la cantidad y el tipo de microplásticos en una muestra de suelo, se pierde información sobre dónde se acumulan exactamente estas partículas en el suelo y si modifican alguna estructura del mismo.
Tomografía 3D con neutrones y rayos X
En su nuevo estudio, el profesor Sascha Oswald (Universidad de Potsdam) y el doctor Christian Tötzke (Universidad de Potsdam y HZB) han presentado ahora un método para responder a estas preguntas. Han colaborado estrechamente con el equipo dirigido por el Dr. Nikolay Kardjilov, del HZB, cuya experiencia ha servido para crear un instrumento único en el Institut Laue-Langevin de Grenoble: en él, las muestras pueden analizarse con neutrones y rayos X para crear tomografías tridimensionales simultáneamente, es decir, sin alterar la muestra. Mientras que los neutrones visualizan las partículas orgánicas y sintéticas, la tomografía de rayos X muestra las partículas minerales y la estructura que forman.
Método probado en muestras de suelo preparadas
Para probar el método, Tötzke preparó una serie de muestras de suelo a partir de arena, componentes orgánicos como turba o carbón vegetal y partículas artificiales de microplástico. En otra serie de mediciones, investigó cómo penetran las raíces de altramuces de rápido crecimiento en las muestras de suelo y cómo reaccionan ante la presencia de microplásticos.
En los tomogramas de neutrones, las partículas microplásticas se identifican claramente, al igual que algunos de los componentes orgánicos. La tomografía de rayos X, por su parte, permite ver la disposición de los granos de arena, mientras que las partículas orgánicas y plásticas se muestran como vacíos difusos. Cuando se superponen, se obtiene una imagen completa de la muestra de suelo. Esto permite a los científicos estimar el tamaño y la forma de las partículas de microplástico, así como los cambios en la estructura del suelo causados por los microplásticos incrustados.
"Este método es bastante complejo, pero permite investigar por primera vez dónde se depositan los microplásticos y cómo modifican el suelo y su estructura", explica Tötzke. También analizó el suelo arenoso de un campo cercano a Beelitz, una zona típica de cultivo de espárragos en Brandeburgo, cerca de Berlín, en el que mezcló trozos del llamado mulch film, una película de plástico muy fina que se utiliza para proteger las plantas. En la "vida real" de la agricultura no suele ser posible retirar por completo esta película tras su uso. Los restos de película que quedan son arrastrados a capas más profundas del suelo durante el arado. "Pudimos demostrar que los fragmentos de esas películas pueden cambiar el flujo de agua en el suelo. En cambio, las fibras microplásticas creaban pequeñas grietas en la matriz del suelo", explica Tötzke. Aún no es posible predecir cómo afectará esto a las propiedades hidráulicas del suelo, por ejemplo a su capacidad para almacenar agua. "Como las sequías y las lluvias torrenciales son más probables con el cambio climático, urge responder a estas preguntas. Ahora tenemos que investigarlo sistemáticamente", afirma Tötzke.
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