Advancing Microplastic Analysis in Complex Matrices Towards Harmonization: Insights from an Interlaboratory Study Supporting the Development of a Standardized Extraction Protocol
Este estudio interlaboratorio demuestra que un protocolo de extracción armonizado para microplásticos en compost es factible y eficaz a través de diversas técnicas analíticas, identificando al mismo tiempo que la variabilidad en la cuantificación proviene principalmente de los métodos de submuestreo y análisis más que del proceso de extracción en sí, proporcionando así información crítica para el desarrollo de la norma ISO 24899.
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Los residuos plásticos son un huésped persistente en nuestro medio ambiente, descomponiéndose con el tiempo en diminutos fragmentos conocidos como microplásticos. Estas partículas son tan pequeñas que pueden esconderse dentro del suelo, el agua e incluso en el compost que usamos para cultivar alimentos. Debido a que son invisibles al ojo humano y están mezcladas en materiales complejos como la tierra y las hojas en descomposición, encontrarlas y contarlas es increíblemente difícil. Los científicos han estado intentando ponerse de acuerdo en una forma única y fiable de extraer estos trozos de plástico de la tierra para poder medir cuánto hay. Sin un método común, un laboratorio podría encontrar mucho plástico mientras que otro encuentra muy poco, lo que hace imposible comparar los resultados o comprender la verdadera escala del problema.
Para resolver esto, un gran grupo de investigadores de universidades, agencias gubernamentales y empresas privadas de Europa y los Estados Unidos unieron fuerzas. Querían probar una receta específica para la extracción de microplásticos del compost. El objetivo era ver si diferentes laboratorios, utilizando equipos distintos, podían seguir los mismos pasos y obtener respuestas similares. Prepararon un lote especial de compost, un suelo rico en nutrientes hecho de materia vegetal en descomposición, y mezclaron en él una cantidad conocida de dos tipos de plástico: un plástico flexible común llamado polietileno de baja densidad, y un plástico biodegradable utilizado a menudo en embalajes. Distribuyeron estas muestras a diez laboratorios diferentes, pidiendo a cada equipo que siguiera las mismas instrucciones exactas para limpiar el compost y separar el plástico de la tierra.
El proceso que probaron constaba de tres etapas principales. Primero, deshicieron cualquier grumo del compost y lo mezclaron con agua. Después, utilizaron una reacción química, similar a cómo el peróxido de hidrógeno limpia una herida, para disolver la materia orgánica vegetal hasta que solo quedaran el plástico y la tierra. Finalmente, añadieron una solución salina pesada para hacer que el plástico flotara hacia la superficie mientras la tierra más pesada se hundía, permitiendo así recoger el plástico. Una vez aislado el plástico, cada laboratorio utilizó sus mejores herramientas para contar las partículas e identificar qué eran. Algunos laboratorios usaron microscopios con láseres especiales para ver el plástico, mientras que otros calentaron las muestras para convertir el plástico en gas y midieron la firma química.
Los resultados mostraron que el método funcionaba lo suficientemente bien como para encontrar el plástico. Todos y cada uno de los laboratorios detectaron con éxito ambos tipos de plástico en el compost. Este fue un paso significativo hacia adelante, demostrando que es posible extraer microplásticos de materiales complejos similares al suelo utilizando un enfoque estandarizado. Sin embargo, el estudio también reveló que las cifras no siempre eran las mismas. Cuando los investigadores observaron las partículas de plástico más pequeñas, aquellas por debajo de un tamaño diminuto determinado, los recuentos variaron ampliamente de un laboratorio a otro. Algunos laboratorios encontraron muchas más piezas pequeñas que otros. La investigación sobre por qué sucedió esto apuntó a algunos problemas clave. Resultó que el problema no era el proceso de limpieza química en sí, sino más bien cómo se manipularon las muestras antes y después de la extracción.
Una fuente importante de error fue simplemente cómo se mezcló el compost. Debido a que las partículas de plástico son diminutas y pueden agruparse o adherirse a la tierra, obtener una muestra perfectamente uniforme es difícil. Si un laboratorio tomó una pequeña cucharada de compost que resultó tener más grumos de plástico, su recuento sería mayor que el de un laboratorio que tomó una cucharada con menos grumos. Otro problema surgió cuando los laboratorios intentaron contar las partículas. Las piezas más pequeñas eran más difíciles de ver y contar con precisión, especialmente si estaban pegadas o escondidas detrás de otras partículas de tierra. El estudio encontró que la forma en que el plástico se comportaba en el agua frente a cómo se comportaba en el compost también importaba. Por ejemplo, un tipo de plástico tendía a flotar y pegarse a los lados de los recipientes, lo que facilitaba su pérdida durante el proceso de conteo.
A pesar de estas variaciones, los investigadores encontraron un patrón tranquilizador. Aunque el número total de partículas difería, el tamaño relativo de las partículas era constante. Esto significa que si un laboratorio encontró principalmente piezas grandes, los demás también lo hicieron. La distribución de tamaños se mantuvo estable incluso si el recuento total cambiaba. Esto sugiere que el método es bueno para mostrar el panorama general de lo que hay en el suelo, incluso si el número exacto es difícil de precisar. El estudio también destacó que las herramientas utilizadas para contar el plástico necesitan mejorar. Algunos laboratorios tuvieron dificultades para ver las partículas más pequeñas porque el ruido de fondo de la tierra era demasiado alto, o porque los filtros que utilizaron no eran ideales para detectar los fragmentos más diminutos.
El equipo utilizó estos hallazgos para refinar la receta para su uso futuro. Se dieron cuenta de que la forma en que se añadían los productos químicos necesitaba ser ajustada para evitar la formación de cristales no deseados que pudieran atrapar el plástico. También decidieron que un aclarado final con un tipo específico de alcohol podría ayudar a recuperar el plástico flotante que se estaba perdiendo. Estos pequeños cambios, nacidos de los errores y desafíos del experimento, se están incorporando ahora a un nuevo estándar internacional. Este estándar ayudará a los científicos de todo el mundo a hablar el mismo lenguaje cuando hablen de microplásticos en el suelo.
El estudio no pretendía haber resuelto todos los problemas. Mostró que, si bien el método de extracción es factible, el viaje hacia la precisión perfecta aún está en curso. La variabilidad en los resultados no se debió a un fallo de la química, sino a la dificultad de manipular una muestra real y desordenada como el compost. Los investigadores concluyeron que, para obtener números verdaderamente fiables en el futuro, el mundo necesita mejores materiales de referencia —muestras estandarizadas de plástico con un número conocido de partículas— que sirvan como regla para que todos los laboratorios midan. Hasta entonces, este trabajo proporciona una base sólida, demostrando que podemos extraer estas partículas ocultas de la tierra y comenzar a comprender la escala de la contaminación, una cucharada cuidadosamente medida a la vez.
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