| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| ENVIRONMENTAL FATE AND TOXICITY OF MICROPLASTICS AND NANOPLASTICS | | Autor/a | Gálvez Blanca, Virginia | | Departamento | Geología, Geografía y Medio Ambiente | | Director/a | Rosal García, Roberto | | Codirector/a | Petre Bujan, Alice Luminita | | Fecha de defensa | 24-07-2026 | | Calificación | Sobresaliente cum laude | | Programa | Hidrología y Gestión de los Recursos Hídricos (RD 99/2011) | | Mención internacional | Sí | | Resumen | Los microplásticos son partículas plásticas de entre 5 mm y 1 µm, mientras que los nanoplásticos son inferiores a 1 µm. Desde que el término “microplásticos” se consolidó en la literatura científica, numerosos estudios han confirmado su presencia en prácticamente todos los compartimentos ambientales, incluidos los sistemas acuáticos, terrestres y atmosféricos. Más recientemente, la atención se ha desplazado hacia fracciones aún más pequeñas, como los nanoplásticos y los oligómeros, cuya detección, caracterización y relevancia ambiental siguen planteando importantes incertidumbres metodológicas y conceptuales. Paralelamente, los plásticos biodegradables han despertado un creciente interés como alternativa a los plásticos convencionales, aunque su comportamiento en el medio, sus productos de degradación y sus posibles efectos ambientales todavía no se conocen con suficiente detalle. Esta tesis doctoral aborda esa transición en la investigación sobre contaminación por plásticos: desde los estudios centrados en detección y presencia hacia una evaluación más mecanística de la exposición, la bioaccesibilidad y los efectos, con especial atención a los materiales biodegradables y a las fracciones más pequeñas. El objetivo general fue caracterizar la presencia y la posible exposición a microplásticos y otras partículas artificiales en matrices de consumo humano y, en paralelo, diseñar, sintetizar y evaluar el comportamiento y los efectos de micro- y nanoplásticos biodegradables en distintos sistemas ambientales y organismos. La tesis se estructura en dos líneas complementarias. La primera se centra en detección y exposición humana. Se cuantificaron microplásticos y partículas artificiales no plásticas en agua del grifo de diferentes localidades españolas y en varias marcas de agua embotellada, utilizando procedimientos armonizados de muestreo, filtración e identificación. Los resultados mostraron concentraciones bajas de microplásticos y una presencia mayor de otras partículas artificiales. La segunda línea se centra en plásticos biodegradables y sus efectos. Se desarrollaron protocolos reproducibles para generar nanoplásticos secundarios y oligómeros de ácido poliláctico (PLA), incluidos materiales fotoenvejecidos por UV, así como para sintetizar nanoplásticos biodegradables de PLA y PBAT. Sus efectos biológicos se evaluaron en las bacterias Pseudomonas putida y Arthrobacter globiformis en distintos escenarios de exposición, incluyendo agua y suelo. Finalmente, se realizaron experimentos controlados en microcosmos para evaluar los efectos de microplásticos biodegradables y convencionales en sedimentos de agua dulce. Mediante microperfiles de oxígeno de alta resolución y un modelo matemático, se cuantificaron cambios en la penetración de oxígeno, la respiración del sedimento y la demanda de oxígeno del sedimento. En conjunto, esta tesis ofrece una aproximación integrada al estudio de la contaminación por plásticos, combinando metodologías comparables de detección con enfoques experimentales mecanísticos en distintos sistemas. Los resultados contribuyen a comprender mejor el destino, la bioaccesibilidad y los efectos de microplásticos, nanoplásticos y plásticos biodegradables, y subrayan la necesidad de mejorar la estandarización metodológica, trabajar con escenarios de exposición realistas y evaluar críticamente los materiales biodegradables antes de considerarlos alternativas ambientalmente seguras. |
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