Microplastics as a cadmium carrier: a dangerous interaction for aquatic organisms?

Authors

DOI:

https://doi.org/10.22201/ceide.16076079e.2024.25.5.7

Keywords:

microplastics (MPs), aquatic pollution, toxic cadmium, synergistic interaction, aquatic organisms

Abstract

The indiscriminate use of plastics has led to their presence as waste across virtually the entire planet. This material fragments into small pieces, known as microplastics (MPs), which easily disperse. In aquatic environments, MPs are widely distributed and can interact with other pollutants, such as cadmium (Cd), a metal that is toxic even at low concentrations. The adsorption of Cd onto MPs facilitates its entry into organisms that accidentally ingest them, which could amplify its toxicity due to a synergistic effect. Although this interaction has the potential to cause greater harm to the health of organisms, it has been little studied. This paper aims to provide a synthetic review of recent research on the interaction and effects of Cd and MPs on aquatic organisms.

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Author Biographies

Laura Leticia Bonilla Aguirre, Universidad Autónoma de Sinaloa

Es ingeniera en bioquímica por el Tecnológico Nacional de México, campus Mazatlán. Posteriormente, obtuvo el grado de Maestra en Ciencias en el Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, donde realizó investigaciones sobre la presencia de metales pesados en subproductos del envasado de atún y su utilización como fuente de proteína en alimentos balanceados para camarón blanco (Litopenaeus vannamei). Actualmente, cursa el Doctorado en Ciencias en Recursos Acuáticos en la Facultad de Ciencias del Mar de la Universidad Autónoma de Sinaloa, donde investiga los efectos toxicológicos de los microplásticos y el cadmio, tanto de manera individual como combinada, en el camarón blanco a través de la alimentación.

Gladys Valencia Castañeda, Universidad Autónoma de Sinaloa

Es Bióloga Acuacultora por la Facultad de Ciencias del Mar de la Universidad Autónoma de Sinaloa. Obtuvo la Maestría y el Doctorado en Ciencias con Mención Honorífica en el Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la Universidad Nacional Autónoma de México (unam). Actualmente, realiza una estancia posdoctoral conahcyt en la Unidad Académica Mazatlán del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la unam, enfocándose en proyectos de investigación sobre la contaminación y los efectos de los microplásticos en organismos acuáticos. Sus áreas de especialidad incluyen toxicología, ecofisiología, contaminación ambiental por nutrientes, metales y microplásticos, calidad del agua y cultivo de camarón en aguas de baja salinidad. Ha dirigido cinco tesis de licenciatura y varias de posgrado, y ha publicado 18 artículos científicos y cinco capítulos de libros. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores de conahcyt, Nivel i, y cuenta con la distinción de Investigadora Honorífica del Sistema Sinaloense de Investigadores y Tecnólogos.

Ofelia Escobar Sánchez, CONACYT-Universidad Autónoma de Sinaloa

Es Investigadora por México del conahcyt, asignada a la Facultad de Ciencias del Mar de la Universidad Autónoma de Sinaloa (facimar-uas). Tiene una licenciatura en Biología Marina por la Universidad Autónoma de Baja California Sur (uabcs), y una Maestría y Doctorado por el Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas del Instituto Politécnico Nacional (cicimar-ipn). Ha publicado 45 artículos científicos y tres capítulos de libros. Es investigadora Nivel II en el Sistema Nacional de Investigadores de conahcyt y desde 2015 es Investigadora Honorífica del Sistema Sinaloense de Investigadores y Tecnólogos. Ha sido responsable de seis proyectos de investigación financiados y ha dirigido 10 tesis de posgrado y 14 de licenciatura. Sus líneas de investigación se centran en la ecología trófica y la ecotoxicología de organismos marinos.

References

Banaee, M., Soltanian, S., Sureda, A., Gholamhosseini, A., Haghi, B. N., Akhlaghi, M., y Derikvandy, A. (2019). Evaluation of single and combined effects of cadmium and micro-plastic particles on biochemical and immunological parameters of common carp (Cyprinus carpio). Chemosphere, 236, 124335. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.07.066

Cao, Y., Zhao, M., Ma, X., Song, Y., Zou, S., Li, H. y Deng, W. (2021). A critical review on the interactions of microplastics with heavy metals: Mechanism and their combined effect on organisms and humans. Science of The Total Environment, 788, 147620. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147620

Elías, R. (2015). Mar del plástico: una revisión del plástico en el mar. Revista de Investigación y Desarrollo Pesquero, 27, 83-105. http://hdl.handle.net/1834/10964

Fauser, P., Vorkamp, K., y Strand, J. (2022). Residual additives in marine microplastics and their risk assessment–A critical review. Marine Pollution Bulletin, 177, 113467. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113467

Liao, Y., Jiang, X., Xiao, Y., y Li, M. (2020). Exposure of microalgae Euglena gracilis to polystyrene microbeads and cadmium: Perspective from the physiological and transcriptional responses. Aquatic Toxicology, 228, 105650. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2020.105650

Lu, K., Qiao, R., An, H., y Zhang, Y. (2018). Influence of microplastics on the accumulation and chronic toxic effects of cadmium in zebrafish (Danio rerio). Chemosphere, 202, 514-520. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.03.145

Qin, L., Duan, Z., Cheng, H., Wang, Y., Zhang, H., Zhu, Z., y Wang, L. (2021). Size-dependent impact of polystyrene microplastics on the toxicity of cadmium through altering neutrophil expression and metabolic regulation in zebrafish larvae. Environmental Pollution, 291, 118169. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118169

Tang, K. H. D. (2021). Interactions of microplastics with persistent organic pollutants and the ecotoxicological effects: A Review. Tropical Aquatic and Soil Pollution, 1, 24–34. https://doi.org/10.53623/tasp.v1i1.11

Wang, F., Yang, W., Cheng, P., Zhang, S., Zhang, S., Jiao, W., y Sun, Y. (2019). Adsorption characteristics of cadmium onto microplastics from aqueous solutions. Chemosphere, 235, 1073-1080. https://doi:10.1016/j.chemosphere.2019.06.196

Wang, L., Gao, Y., Jiang, W., Chen, J., Chen, Y., Zhang, X., y Wang, G. (2021). Microplastics with cadmium inhibit the growth of Vallisneria natans (Lour.) Hara rather than reduce cadmium toxicity. Chemosphere, 266, 128979. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.128979

Wen, B., Jin, S. R., Chen, Z. Z., Gao, J. Z., Liu, Y. N., Liu, J. H. y Feng, X. S. (2018). Single and combined effects of microplastics and cadmium on the cadmium accumulation, antioxidant defense and innate immunity of the discus fish (Symphysodon aequifasciatus). Environmental Pollution, 243, 462-471. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.09.029

Zhang, C., Lin, C., Li, L., Mohsen, M., Wang, T., Wang, X., Zhang, L., y Huang, W. (2023). Single and combined effects of microplastics and cadmium on the sea cucumber Apostichopus japonicus. Marine Environmental Research, 186, 105927. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2023.105927

Zhang, R., Wang, M., Chen, X., Yang, C., y Wu, L. (2020). Combined toxicity of microplastics and cadmium on the zebrafish embryos (Danio rerio). Science of the Total Environment, 743, 140638. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140638

Published

2024-09-09

Issue

Vol. 25 No. 5 (2024): Fuera de la caja negra: manglares, aceras, agentes virtuales y otros tópicos

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