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Phthalates as plastic tracers in a pelagic food web from an open oceanic environment

Publication . Sambolino, Annalisa; Cordeiro, Nereida Maria Abano; Kaufmann, Manfred Josef; Dinis, Ana Margarida Brites Caetano

A investigação científica nas ciências ambientais e biológicas preocupa-se cada vez mais dos efeitos adversos das atividades humanas. A poluição por plásticos tem recebido atenção global devido ao seu evidente impacto ambiental, especialmente nos ecossistemas marinhos. Os microplásticos (MPs), definidos como partículas de plástico com menos de 5 mm, são de particular preocupação devido à sua persistência e capacidade de se infiltrar nas cadeias alimentares. No entanto, o ambiente pelágico continua a ser um dos ambientes menos explorados e mais desafiantes para estudar. Este estudo teve como objetivo investigar a presença de microplásticos numa cadeia alimentar pelágica num ecossistema oceânico, examinando em simultâneo a ocorrência de aditivos plásticos, especificamente os ftalatos (PAEs), como potenciais “tracers”. A amostragem ao longo de um ano das águas superficiais ao redor de uma ilha oceânica revelou uma presença consistente de MPs, especialmente microfibras, com flutuações sazonais significativas na razão entre MPs e zooplâncton. A análise do conteúdo estomacal das espécies de peixes pelágicos e lulas mais prevalentes que habitam estas águas confirmou que a maioria dos indivíduos ingeriu MPs, e foi observada uma correlação entre a abundância de MPs e a concentração de PAEs, particularmente DIBP (di isobutyl phthalate), nos seus tecidos. A análise de PAEs em amostras de biópsia de cetáceos que se alimentam destas presas, revelou uma presença persistente e alarmantemente elevada destes aditivos plásticos. Isso sugere uma exposição crônica e duradoura, provavelmente por meio de transferência trófica. A utilização de indicadores indiretos, como os aditivos plásticos, revela-se de grande importância em ambientes de difícil acesso e investigação, especialmente ao estudar animais protegidos, como a megafauna marinha, na qual as amostras são limitadas e de difícil obtenção. Neste estudo, foram desenvolvidas e validadas metodologias inovadoras para a deteção e quantificação de PAEs em biota marinho. A deteção de MPs e PAEs em vários níveis desta teia trófica oceanopelágica destaca a presença generalizada destes contaminantes antropogénicos mesmo em regiões oceânicas remotas.

2024-04-10Doctoral thesis

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Microplastic ingestion and plastic additive detection in pelagic squid and fish: implications for bioindicators and plastic tracers in open oceanic food webs

Publication . Sambolino, Annalisa; Iniguez, Eva; Herrera, Inma; Kaufmann, Manfred ; Dinis, Ana; Cordeiro, Nereida ; Sambolino, Annalisa; Iñiguez Santamaría, Eva; Kaufmann, Manfred; cordeiro, nereida

The ubiquitous presence of microplastics (MPs) in the ocean represents a potential threat to marine organisms, with poorly understood long-term adverse effects, including exposure to plastic additives. The present study investigated the ingestion of MPs in two epipelagic fish species (Trachurus picturatus and Scomber colias) and three pelagic squid spe cies (Loligo vulgaris, Ommastrephes caroli and Sthenoteuthis pteropus) from an open oceanic region of the Northeast Atlan tic. Seven phthalate esters (PAEs) were also analysed in the organisms' tissue, and the potential correlation between PAEs concentrations and ingested MPs was investigated. Seventy-two fish and 20 squid specimens were collected and analysed. MPs were found in the digestive tract of all species and in the squid species' gills and ink sacs. The highest occurrence of MPs was in the stomach of S. colias (85 %) and the lowest in the stomach and ink sac of O. caroli and L. vulgaris (12 %). Most of the particles identified (>90 %) were fibres. Among all the ecological and biological factors considered (dietary preferences, season, body size, total weight, liver weight, hepatosomatic index and gastrosomatic index), only gastrosomatic index (GSI) and season were significant predictors of MPs ingestion in fish species, with a greater likelihood of ingestion in the cold season and in specimens with higher GSI values (i.e. higher feeding inten sity). Four PAEs (DEP, DIBP, BBP, DEHP) were detected in all the species analysed, with average ∑PAEs concentrations ranging between 10.31 and 30.86 ng/g (wet weight). DIBP was positively correlated with ingested MPs, suggesting this compound might represent a “plastic tracer”. This study looks into the problem of MPs ingestion for pelagic species in an open oceanic region, highlighting the most suitable bioindicators and providing essential insights into the factors that may influence ingestion rates. Additionally, the detection of PAEs in all species indicates the need for further re search on the contamination sources, the effects of these chemicals on marine organisms, and the potential risks to human health through seafood consumption.

2023-10Journal article

Open access