Evaluación de la calidad ambiental y su relación con la presencia de microplásticos en cinco playas mexicanas

Abstract

En la presente investigación se evalúo la presencia de residuos sólidos y microplásticos y se determinó calidad ambiental en cinco playas mexicanas (La Barra, Veracruz; Playa Grande, Quintana Roo; Zipolite, Oaxaca; San Agustinillo, Oaxaca y La Misión, Baja California). Los muestreos de microplásticos y residuos sólidos se realizaron en fin de semana (sábado y domingo), a primera hora del día y en un transecto de 100 m. Para microplásticos se seleccionaron, sobre la pleamar, 10 puntos aleatorios en los cuales se extrajo la muestra. Cada muestra se pesó, se trasladó al laboratorio y se sometió a pruebas de flotación para extraer los microplásticos, los cuales al final se clasificaron por tamaño, color, tipo y polímero. Por otra parte, en los muestreos de residuos sólidos el transecto se dividió en 20 secciones de las cuales se escogieron cinco aleatoriamente. En todas se recolectaron los residuos (> 5 mm) presentes desde la línea de agua hasta la línea de vegetación o infraestructura. Los residuos se clasificaron en diversas categorías de macroresiduos y fragmentos, con base en el listado de la UNEP. Para los indicadores, éstos se investigaron en estudios previos, se adaptaron y se seleccionó una forma de evaluación. A partir de ellos se creó una ficresultados mostraron que la playa con mayor concentración de residuos sólidos fue La Misión, con 0.11 – 0.13 piezas/m2 de macroresiduos y 0.14 – 0.21 piezas/m2 de fragmentos. El material más común en ambos tipos de residuos fue el plástico con 42.5% y 81% (en promedio), respectivamente. Para microplásticos, de igual manera La Misión presentó las concentraciones más altas con 35 – 1340 # MP/m2 el sábado y 141 - 1657 # MP/m2 el domingo. La mayoría de los microplásticos eran en promedio, de entre 1 y 2 mm (57%), fragmentos (33%), de color blanco (47%) y de poliestireno expandido (47%). En la evaluación de los indicadores se encontró que todas las playas tenían nivel medio de urbanización; sin embargo, los demás indicadores presentaban diferencias. Particularmente los indicadores de gestión de residuos y potencial recreativo presentaron el mismo nivel en cada playa, esto indica que a medida que aumenta el turismo las actividades de limpieza de la playa también lo harán, para brindarle al usuario un ambiente con aspecto agradable, que siga siendo de su preferencia y así incrementar los ingresos económicos. Las correlaciones con el coeficiente de determinación más alto fueron residuos versus microplásticos y fragmentos versus microplásticos con 0.9075 y 0.9372, respectivamente. Esto indica que la presencia de microplásticos en playas se ve influenciada por la presencia de residuos, ya que, muy probablemente su origen proviene de ahí. Los resultados obtenidos en esta investigación corroboraron que los plásticos son los residuos más predominantes en cada playa estudiada y que muy probablemente los microplásticos presentes en la playa son producto de la fragmentación de los plásticos de mayor tamaño. No obstante, en lo referente a microplásticos, estos resultados no pueden generalizarse para todas las playas ya que cada una tiene características particulares que condicionan su deposición en la línea pleamar. Lo anterior, aunado con lo obtenido en los indicadores de calidad ambiental, sugiere que en cada una de las playas hace falta trabajar más en la gestión de residuos considerando no sólo campañas de limpieza sino también recolección, separación, educación ambiental, programas de reciclaje o recuperación de algún material, ya que, la falta de una gestión adecuada es la principal razón por la que los residuos están presentes en las playas.

Beaches are important because they offer several ecosystem services, as well as the opportunity to do recreational activities. However, they suffer problems such as erosion, high touristic demand, intensive use, landscape loss, and pollution. Pollution can be caused by wastewater discharges, spill of septic tanks, leaching of fertilizers and pesticides, and solid waste. Waste on beaches, besides degrading the environment, can pollute water or sand. When this happens the demand of services and recreative activities decrease, as beaches are not suitable for touristic activities. This also causes an economic loss. Given the different uses of beaches and their problems, it is necessary to coordinate their sustainable use through environmental quality assessment and the conservation status considered several aspects. The most common materials in marine waste are plastics. When they are exposed to outdoor condition for a long time, they can suffer different kinds of degradation (photodegradation, oxidation, mechanical stress, and biodegradation) and therefore being fragmented to form pieces with a 1 - 5 mm, known as microplastics. The problem with these kinds of particles is that they can adsorb persistent organic pollutants and metals, and then enter to the trophic chain, or pollute different ecosystems. Microplastics can also be ingested by marine fauna and produce problems like obstruction of the digestive tract, inflammation or growth disorders. In this research the presence of solid waste and microplastics and the environmental quality were assessed on five Mexican beaches (La Barra, Veracruz; Playa Grande, Quintana Roo; Zipolite, Oaxaca; San Agustinillo, Oaxaca y La Misión, Baja California). The microplastics and solid waste sampling were done on weekends (Saturday and Sunday) at dawn, in a 100 m transect. For microplastics, 10 randomly selected points (over the high line tide) were selected for getting the sample. Every sample was weighted, taken to the laboratory and subjected to flotation tests to extract all the microplastics. They were then classified by size, color, shape and type of polymer. For solid waste sampling the transect was divided into 20 sections and five of them were randomly selected. Pieces of waste (> 5 mm) were collected in the selected sections, from the water line to the limit defined by vegetation or infrastructure. All wastes were classified into macro waste and fragments categories, based on the UNEP list. Environmental quality was measured through indicators; they were identified in previous studies, and adapted for this research. An assessment method was defined, and the gathered information was registered in a work sheet. The highest solid waste concentration was found on La Misión beach, with 0.11 – 0.13 pieces/m2 of macro waste y 0.14 – 0.21 pieces/m2 of fragments. The most common material in both kinds of waste was plastic, with 42.5% and 81% (on average), respectively. For microplastics, in a similar way, La Misión was the beach with the highest concentration, with 35 - 1340 # MP/m2 on Saturday and 141 - 1657 # MP/m2 on Sunday. The most frequent characteristics of the microplastics were, on average, a size between 1.00 and 2.00 mm (57%), rigid fragments shape (33%), white color (47%) and expanded polystyrene as raw material (47%). On the environmental quality assessment all the beaches had a medium urbanization level, nevertheless, on the rest of the indicators there were differences. Remarkably, waste management and recreational potential indicators had the same level in every beach. This situation indicates that the cleaning activities on beaches increase as tourism does, in order to provide users a pleasant environment, that will increase their preference and also the economic benefits. The highest coefficient correlations were found for waste versus microplastics and fragments versus microplastics, with 0.9075 and 0.9372, respectively. This indicates that the microplastics presence on beaches is strongly related to the waste presence. The results from this research helped to corroborate that plastics are the most frequently found type of waste on every beach and that very likely microplastics are produced by fragmentation of those discarded plastics. However, with respect to microplastics, these results can´t be generalized for all beaches because each beach has characteristics that will influence the deposition of plastic and other debris on the high line tide. In every studied beach it is necessary to improve waste management through cleaning campaigns, collection, separation, environmental education, recycling and recovery programs.