Study of the plastisphere: Biofilm development and presence of faecal indicator bacteria on microplastics from the Río de la Plata estuary

Abstract

Microplastics (MPs) are considered emerging pollutants and often enter aquatic ecosystems carried by currents and tides until they accumulate on the shorelines. In many cases they may be colonized by diverse microorganisms forming a community called plastisphere, which can even act as a reservoir for pathogenic microorganisms. This study carried out in the Río de la Plata estuary (southern coastal fringe, Argentina) focused on two main objectives, the analysis of the biofilm colonizing MPs under laboratory conditions, and the detection of bacteria indicating faecal contamination (Escherichia coli and Enterococci), in MPs from the intertidal sediment at coastal sites with different land uses, in the freshwater sector of the Río de la Plata estuary. The colonization experiment was carried out in the laboratory with water from the estuary for a period of 35 days (residence time of the water in the freshwater sector of the estuary). The results revealed a remarkable development and diversity of biofilm organisms from the second week of colonization on, covering the surface of the microplastic and thus masking this pollutant. On the other hand, the presence of faecal indicator bacteria in the MPs of the intertidal sediment was confirmed in all the studied sites, being proportionally higher on MPs found in areas influenced by sewage discharges.

Los microplásticos (MPs) son considerados contaminantes emergentes y suelen ingresar en los ecosistemas acuáticos donde son transportados por las corrientes y mareas hasta acumularse en las costas. En muchos casos éstos pueden ser colonizados por diversos microorganismos conformando una comunidad denominada plastisfera y hasta pueden actuar como reservorio de microorganismos patógenos. En el estuario del Río de la Plata (Franja Costera Sur, Argentina), se realizó un estudio cuyo objetivo fue analizar el biofilm que se desarrolla sobre MPs en condiciones de laboratorio y analizar la presencia de bacterias indicadoras de contaminación fecal (Escherichia coli y Enterococos) en MPs hallados en el sedimento intermareal en sitios costeros con diferentes usos del suelo, en el sector de agua dulce del estuario del Río de la Plata. La experiencia de colonización se realizó en laboratorio con agua procedente del estuario durante un período de 35 días (tiempo de residencia del agua en el sector de agua dulce del estuario). Los resultados revelaron un notable desarrollo y diversidad de organismos del biofilm a partir de la segunda semana de colonización, recubriendo la superficie del microplástico y enmascarando así a este contaminante. Por otra parte, se confirmó la presencia de bacterias indicadoras fecales en los MPs del sedimento intermareal en todos los sitios estudiados, siendo proporcionalmente mayor en los MPs hallados en áreas influenciadas por descargas cloacales.