Aunque las partículas de plástico en el aire son cada vez más visibles, el conocimiento sobre su distribución y efectos aún es limitado. Los análisis químicos de Leipzig proporcionan por primera vez detalles de Alemania: alrededor del 4 % de las partículas en suspensión son de plástico. Aproximadamente dos tercios de este porcentaje provienen de la abrasión de los neumáticos.
por Tilo Arnhold, Instituto Leibniz de Investigación Troposférica
Extrapolando, esto significa que los habitantes de una ciudad como Leipzig inhalan aproximadamente 2,1 microgramos de plástico al día a través del aire, lo que aumenta el riesgo de muerte por enfermedades cardiovasculares en un 9 % y por cáncer de pulmón en un 13 %. Estos hallazgos subrayan la necesidad de tomar medidas globales contra la contaminación por plásticos y de examinar la calidad del aire y la salud a nivel regional, escriben investigadores del Instituto Leibniz de Investigación Troposférica (TROPOS) y la Universidad Carl von Ossietzky de Oldenburg en la revista Communications Earth & Environment .
Cómo las partículas de plástico entran al aire
Las partículas de plástico en el aire han atraído la atención científica en los últimos años, ya que se han detectado incluso en regiones deshabitadas como las regiones polares y las altas montañas, y porque tienen el potencial de perturbar los procesos ecológicos y afectar la salud humana. Existen numerosas fuentes posibles de este tipo de contaminación atmosférica, como el desgaste de neumáticos y frenos, las fibras textiles, el polvo y las superficies urbanas.
Sin embargo, el plástico que entra en los océanos en grandes cantidades a través de los ríos también puede regresar posteriormente al aire en forma de microplásticos y nanoplásticos a través de la espuma marina. Los nanoplásticos se definen como todas las partículas de plástico menores de un micrómetro, mientras que los microplásticos se definen como todas las partículas entre un micrómetro y un milímetro. Si bien la cantidad de plástico está aumentando claramente, se sabe muy poco sobre los riesgos que supone la inhalación de partículas de plástico.
Riesgos para la salud y puntos ciegos regulatorios
Lo que está claro hasta ahora es que los nanoplásticos inhalados pueden penetrar en los pulmones y causar estrés oxidativo o reacciones inflamatorias que contribuyen a enfermedades respiratorias. Además, estas partículas pueden transportar metales pesados , hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y otras sustancias en su superficie, lo que aumenta su toxicidad. El desconocimiento sobre los microplásticos y nanoplásticos es también una de las razones por las que ni la Organización Mundial de la Salud (OMS) ni la Unión Europea cuentan actualmente con recomendaciones o valores límite para los plásticos en el aire.
Si bien la contaminación plástica en los océanos ahora es parte de las negociaciones para un acuerdo sobre plásticos de la ONU, las pequeñas partículas de plástico en el aire hasta ahora casi no han jugado ningún papel en el debate político.
Por qué es difícil estudiar los plásticos en el aire
El hecho de que la investigación sobre el plástico en el aire haya cobrado impulso en los últimos diez años se debe, entre otras cosas, a que el «plástico» no es un solo material, sino un grupo completo de sustancias con distintas propiedades químicas. Debido a esta diversidad, los científicos utilizan diversos métodos analíticos complementarios. Las técnicas espectroscópicas pueden proporcionar información sobre la estructura de las partículas y las características superficiales, mientras que los enfoques basados en la masa se utilizan para determinar las cantidades totales.
Sin embargo, las partículas muy pequeñas, especialmente los nanoplásticos, son particularmente difíciles de analizar e identificar con claridad en muestras ambientales complejas. Los métodos ópticos convencionales tienen una capacidad limitada para detectar partículas en el rango nanométrico con fiabilidad, y la identificación del tipo exacto de polímero sigue siendo un desafío a estas pequeñas escalas.
Trabajo de Py-GC-MS y huellas de polímeros
La cromatografía de gases por pirólisis-espectrometría de masas (Py-GC-MS) se ha convertido en una herramienta importante para superar estas limitaciones. En este método analítico, las muestras se fragmentan mediante calentamiento rápido (pirólisis), se separan mediante cromatografía de gases y se identifican mediante espectrometría de masas.
Dado que actualmente no existen estándares para la detección de los diferentes polímeros, el equipo tuvo que desarrollar métodos para ello. Para ello, seleccionaron 11 tipos comunes, incluyendo partículas de desgaste de neumáticos (TWP), como PE (polietileno), PP (polipropileno), PVC (cloruro de polivinilo), PET (tereftalato de polietileno), PS (poliestireno), PMMA (polimetilmetacrilato/plexiglás), PC (policarbonato), PA6 (poliamida 6) y MDI-PUR (poliuretano). La huella analítica se determinó utilizando polímeros crudos disponibles comercialmente y se comparó con las muestras del aire de Leipzig.
Cómo se tomaron las muestras de aire de Leipzig
Se tomaron muestras de material particulado (MP) PM 10 (inferior a 10 micrómetros) y PM 2,5 (inferior a 2,5 micrómetros) utilizando dos muestreadores de alto volumen, como los que se utilizan en las estaciones de monitoreo del aire según las normas europeas. En este proceso, se aspiran 500 litros de aire por minuto a través de un sistema de filtros, que se cambian cada 24 horas. Posteriormente, los filtros se analizan en el laboratorio mediante cromatografía de gases de pirólisis y espectroscopia de masas.
Las mediciones se realizaron durante un período de dos semanas (del 1 al 14 de septiembre de 2022) en el Parque Científico de Torgauer Strasse, una arteria del área de la ciudad de Leipzig, es decir, en un punto crítico.
«Esto nos proporcionó una visión general precisa y detallada de la composición de los microplásticos y nanoplásticos en zonas con mucho tráfico. Esta configuración ofreció la ventaja de poder registrar los valores máximos de exposición urbana con una resolución fina de partículas y generar datos de referencia de alta calidad para evaluar los riesgos para la salud», explica Ankush Kaushik, estudiante de doctorado en TROPOS, quien tomó y analizó las muestras.
«Hasta donde sabemos, este estudio representa la primera cuantificación de microplásticos y nanoplásticos en suspensión en el aire, segregada por tamaño y resuelta en polímeros, en Alemania, que integra mediciones analíticas con la evaluación de la exposición y los riesgos para la salud».
Lo que revela el estudio de Leipzig
El estudio ofrece una primera visión de la contaminación del aire que respiramos con microplásticos en una ciudad como Leipzig. Sin embargo, aún no está del todo claro en qué medida varían las concentraciones a lo largo del tiempo y el espacio. Desde la perspectiva de los investigadores, se deberían incluir diferentes ubicaciones (urbanas y rurales) y realizar muestreos a más largo plazo. En el siguiente paso, el equipo de Kaushik planea evaluar muestras de un año completo para determinar si existen fluctuaciones estacionales.
Las micropartículas y nanopartículas de plástico en el aire urbano ya habían sido identificadas por otros equipos de investigación en Graz (Austria), Kioto (Japón) y Shanghái (China). El estudio de Leipzig es el primero en Alemania y proporciona información importante sobre la composición y el origen de las partículas finas de polvo: las partículas de abrasión de neumáticos predominaron con una proporción de aproximadamente el 65 % del total de plásticos, seguidas del cloruro de polivinilo, el polietileno y el tereftalato de polietileno. Estos polímeros mostraron una fuerte correlación con los marcadores de aerosoles que contienen carbono, lo que sugiere una emisión y mezcla comunes en la atmósfera.
Estimación de la exposición y los riesgos para la salud
Se sabe desde hace décadas que el polvo fino supone un riesgo para la salud. Según la OMS, la concentración de masa es un parámetro clave para evaluar la contaminación atmosférica y su impacto en la salud, así como para el desarrollo de la legislación. Para estimar aproximadamente el grado de exposición de los habitantes de Leipzig a los riesgos derivados de las partículas de plástico presentes en el aire que respiran, el equipo de investigación determinó primero la masa de partículas de plástico en el aire y, a continuación, calculó la cantidad que inhalan los adultos en función de su volumen pulmonar.
Según sus hallazgos, los residentes de Leipzig que pasan aproximadamente 24 horas al día en la calle Torgauer Straße inhalarían aproximadamente 2,1 microgramos de partículas de plástico al día, lo que equivale a 0,7 miligramos al año. También se han realizado estimaciones de la cantidad de microplásticos que inhalan los humanos en megaciudades de China e India. Sin embargo, estas estimaciones varían considerablemente. Este amplio rango subraya la importancia de registrar todos los tipos de plástico relevantes y la necesidad de mediciones estandarizadas.
Debido a su pequeño tamaño, las partículas nanoplásticas más pequeñas, en particular, pueden penetrar más profundamente en las vías respiratorias, lo que conlleva un mayor potencial de enfermedades a largo plazo. Para investigar los posibles efectos sobre la salud, el estudio de Leipzig calculó el riesgo relativo basándose en modelos epidemiológicos existentes para estimar la exposición ambiental. Estas proyecciones resultaron en un riesgo de mortalidad potencialmente mayor del 5 al 9 % para enfermedades cardiopulmonares (RR: 1,08) y del 8 al 13 % para cáncer de pulmón (RR: 1,12)
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«Este riesgo es mayor que el de las partículas finas PM 2,5 , en general en Europa. Nuestras observaciones sugieren que los microplásticos, a pesar de su baja masa, pueden suponer riesgos para la salud con el tiempo. El mayor riesgo de mortalidad por cáncer de pulmón y enfermedades cardiovasculares podría deberse a una posible toxicidad específica de los polímeros de las partículas plásticas», explica Kaushik.
Implicaciones políticas y próximos pasos
Combatir la contaminación del aire causada por partículas plásticas es importante para reducir la exposición humana (Objetivo de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas (ODS 3: Salud y bienestar), integrar la gestión de la calidad del aire en la planificación urbana (ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles) y mitigar el impacto en la atmósfera (ODS 13: Acción por el clima).
«Dado que aproximadamente dos tercios de los microplásticos provienen de la abrasión de los neumáticos, esto demuestra que es necesario actuar y que el problema del polvo fino no se puede resolver solo con la transición a la movilidad eléctrica. Para proteger la salud, sería importante tener en cuenta también la abrasión de los neumáticos al regular la calidad del aire y establecer límites para los microplásticos en el aire», afirma el profesor Hartmut Herrmann de TROPOS, quien dirigió el estudio.
Hallazgos actuales, como este estudio de Leipzig, sugieren cada vez más que la inhalación de partículas de plástico, especialmente nanoplásticos, podría tener consecuencias para la salud. Sin embargo, la investigación en este campo es aún relativamente reciente. Se necesitan más estudios a largo plazo para confirmar la toxicidad de cada tipo de plástico, establecer límites de seguridad y desarrollar normas regulatorias. Hasta entonces, los hallazgos de Leipzig subrayan la importancia de monitorizar las partículas micro y nanoplásticas en el aire como nuevos contaminantes y de perfeccionar los métodos para evaluar los riesgos para la salud.
Detalles de la publicación
Ankush Kaushik et al., Composición, interacciones y riesgo de inhalación resultante de microplásticos y nanoplásticos en el aire urbano, Communications Earth & Environment (2025). DOI: 10.1038/s43247-025-02980-0
