Um experimento solo-planta de 90 dias demonstrou que nanomateriais de carbono podem preparar rizosferas de alfafa para acelerar a biodegradação do polietileno (PE), de acordo com pesquisa publicada em 23 de setembro de 2026 na Environmental Science and Ecotechnology. O estudo, conduzido por pesquisadores do University College London (UCL), Departamento de Engenharia Civil, Ambiental e Geomática, comparou nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) e óxido de grafeno (GO) em diferentes doses e duas profundidades de solo, monitorando a perda de massa do plástico, química da superfície, resistência mecânica, crescimento das plantas e comunidades microbianas. As descobertas oferecem uma estratégia de prova de conceito para lidar com resíduos plásticos recalcitrantes em solos contaminados, ao mesmo tempo que reduzem a fitotoxicidade do PE.
O polietileno representa cerca de 60% dos resíduos plásticos globais e persiste nos solos devido à sua inércia química. Métodos convencionais de remediação, como incineração e aterro sanitário, são intensivos em energia e podem criar poluição secundária. Abordagens baseadas em plantas são de baixo custo e ecologicamente compatíveis, mas a degradação quantitativa do PE permanece lenta: sistemas de trigo-solo perderam apenas 2,8% em 100 dias, e rizosferas de soja degradaram cerca de 8% de microplásticos de poli(butileno adipato-co-tereftalato) (PBAT) em 70 dias. Nanomateriais de carbono (NMs) podem acelerar a decomposição de poluentes em sistemas laboratoriais simplificados, mas seu desempenho em sistemas complexos de solo-planta, ao longo do tempo e em diferentes profundidades do solo, tem sido pouco compreendido. O novo estudo aborda essa lacuna.
Em controles plantados não tratados, a perda de PE permaneceu baixa: 0,6% na superfície e 1,2% no fundo após 90 dias. Sem plantas, PE mais NMs não mostraram degradação detectável, ressaltando o papel essencial da alfafa. Os MWCNTs produziram o efeito superficial mais forte, atingindo 12,1% de perda a 200 mg kg-1 após 90 dias e 9,1% no dia 30, enquanto a perda na camada inferior estabilizou em cerca de 6%. O GO foi mais fraco no geral, mas mais eficaz a 150 mg kg-1, atingindo 7,0% na superfície e 5,8% na camada inferior em 90 dias. Testes mecânicos mostraram PE puro a 782,8 ± 0,3 MPa; tratamentos plantados reduziram o módulo para 23,2 MPa no fundo e 19,6 MPa na superfície, com MWCNTs causando a maior perda. Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) e espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) indicaram oxidação superficial, com uma razão O 1s/C 1s de 0,49 em filmes superficiais do tratamento planta–MWCNT versus 0,17 para PE puro.
Análise microbiana revelou que os MWCNTs enriqueceram degradadores iniciais como Pseudolabrys e Oleiharenicola e previram o ortólogo K00799 da Enciclopédia de Genes e Genomas de Kyoto (KEGG), enquanto o GO sustentou Rhodanobacter e Gemmatimonas e K02003. O PE sozinho reduziu o potencial de germinação em 32–35% e a taxa de germinação em 16–18%; os NMs aliviaram essa fitotoxicidade. Os autores disseram que o avanço principal foi separar a química rápida da superfície dos processos mais lentos impulsionados pelas raízes. Eles afirmaram que os MWCNTs pareciam agir quase como um catalisador inicial na superfície, enquanto o GO suportava uma resposta microbiana mais sustentada nas camadas mais profundas do solo. Eles também enfatizaram que a planta era essencial: sem alfafa, nenhuma degradação mensurável de PE ocorreu, mesmo com nanomateriais.
As descobertas apontam para duas aplicações possíveis. Os MWCNTs podem ser adequados para limpeza intensiva de curto prazo de hotspots contaminados na superfície, onde oxidação rápida e perda de massa são prioridades. O GO pode ser melhor explorado para restauração mais longa e profunda do solo em sinergia com raízes de plantas, especialmente em doses otimizadas. No entanto, o estudo também encontrou contagens mais baixas de armadilhas de insetos na maioria dos tratamentos com nanomateriais, sinalizando possíveis efeitos não-alvo. Otimização de dose, controles de segurança do trabalhador, reduções de custo e avaliação do ciclo de vida são necessários antes do uso em campo. Filmes comerciais de PE também contêm aditivos como negro de fumo, cujas interações com nanomateriais e intermediários de degradação requerem mais estudos. Juntos, esses achados destacam a necessidade de equilibrar eficiência de degradação com segurança ecológica. A pesquisa foi publicada com DOI 10.1016/j.ese.2026.100772.
