959 resultados para Plastics Biodegradation
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Fabry disease is an X-linked metabolic disorder due to a deficiency of alpha-galactosidase A (alpha-gal A; EC 3.2.1.22). Patients accumulate glycosphingolipids with terminal alpha-galactosyl residues that come from intracellular synthesis, circulating metabolites, or from the biodegradation Of senescent cells. Patients eventually succumb to renal, cardio-, or cerebrovascular disease. No specific therapy exists. One possible approach to ameliorating this disorder is to target corrective gene transfer therapy to circulating hematopoietic cells. Toward this end, an amphotropic virus-producer cell line has been developed that produces a high titer (>10(6) i.p. per ml) recombinant retrovirus constructed to transduce and correct target cells. Virus-producer cells also demonstrate expression of large amounts of both intracellular and secreted alpha-gal A. To examine the utility of this therapeutic vector, skin fibroblasts from Fabry patients were corrected for the metabolic defect by infection with this recombinant virus and secreted enzyme was observed. Furthermore, the secreted enzyme was found to be taken up by uncorrected cells in a mannose-6-phosphate receptor-dependent manner. In related experiments, immortalized B cell lines from Fabry patients, created as a hematologic delivery test system, were transduced. As with the fibroblasts, transduced patient B cell lines demonstrated both endogenous enzyme correction and a small amount of secretion together with uptake by uncorrected cells. These studies demonstrate that endogenous metabolic correction in transduced cells, combined with secretion, may provide a continuous source of corrective material in trans to unmodified patient bystander cells (metabolic cooperativity).
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A elevada concentração de cloro das bifenilas policloradas provoca alta toxicidade do composto, o qual dificulta sua biodegradação. A contaminação de PCB no Brasil foi confirmada em estudo realizado na Bahia de Santos-São Vicente (São Paulo), o qual revelou a necessidade de um plano de ação para o controle e remoção de PCB no Brasil. Pretendeu-se assim, na realização da presente pesquisa, verificar quatro hipóteses: (1) A técnica de Microextração em fase sólida é uma metodologia eficaz para avaliação de bifenilas policloradas de amostras de reatores; (2) A condição fermentativa-metanogênica abriga comunidade resistente ao PCB, e removê-lo; (3) A condição desnitrificante abriga comunidade resistente ao PCB, e removê-lo e (4) A remoção de PCB, bem como, a composição microbiana é distinta em cada condição metabólica. Para tanto, reatores em batelada foram montados separadamente com biomassa anaeróbia proveniente de reator UASB usado no tratamento de água residuária de avicultura e biomassa de sistemas de lodos ativados de tratamento de esgoto sanitário. Os reatores operados em condição mesófila foram alimentados com meio sintético, co-substratos, sendo etanol (457 mg.L-1) e formiato de sódio (680 mg.L-1) para os reatores anaeróbios, e somente etanol (598 mg.L-1) para os reatores anóxicos, além de PCB padrão Sigma (congêneres PCBs 10, 28, 52, 153, 138 e 180) em diferentes concentrações, dependendo do objetivo do ensaio. A aplicação do método de extração por SPME com análise em cromatógrafo gasoso com detector por captura de elétrons foi adequada para a determinação dos seis congêneres de PCB. Obteve-se ampla faixa de linearidade, seletividade frente aos vários interferentes, além da robustez do método, utilidade e confiabilidade na identificação e quantificação específica dos seis congêneres de PCB. A Hipótese 1 foi aceita; ou seja, por meio da aplicação da metodologia SPME foi possível quantificar os PCB nos reatores em batelada. Apesar de ter sido comprovada a inibição metanogênica na presença de PCB, com IC50 de 0,03 mg.L
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O microrreator faz parte de conjunto de dispositivos de uma nova e promissora tecnologia, que podem ser chamados de micro fabricados, atuante em campos como a da química, biológica, farmacêutica, engenharia química e biotecnologia. Trata-se de um dispositivo que possibilita reação química, tais como os reatores convencionais, mas com dimensões menores, com canais na escala micrométrica. A tecnologia de miniaturização de dispositivos para reações químicas vem se expandindo promovendo uma importante evolução, com microssistemas que abrange dispositivos mais eficazes, com configuração e geometrias específicas e menor consumo de energia, onde reações com elevadas taxas de transporte podem ser usadas para muitas finalidades diferentes, tais como, reações rápidas, mistura, reações sensíveis à temperatura, temperatura de homogeneização, ou até mesmo precipitação de nano partículas. Devido sua escala ser extremamente reduzida em relação à escala macro, oferecem um sistema que permite uma investigação do processo em um curto espaço de tempo, sendo muito útil para o rastreio de substratos, enzimas, condições de reação, bem como a determinação de parâmetros cinéticos. O presente trabalho teve por objetivo estudar a biodegradação enzimática de 2,4,6-Triclorofenol, com a utilização das enzimas Lacase e Soybean Peroxidase em microrreator da Syrris com volume de 250 ?l, que permite o estudo de cinéticas muito rápidas. Para as análises de degradação utilizou-se duas enzimas, a Lacase em concentrações de 0,05; 0,1 e 0,2 mg/ml; e a Soybean Peroxidase em concentrações de 0,0005; 0,001 e 0,002 mg/ml com a adição de Peróxido de Hidrogênio. Através dos ensaios realizados obteve-se dados experimentais da reação enzimática, possibilitando a verificação da taxa inicial de reação e sua cinética. Posteriormente, realizou-se as análises em simulação utilizando os dados experimentais, que através de um sistema de EDOs estimando inicialmente as constantes cinéticas k1, k2 e k3 usando a ferramenta ESTIMA, onde apresentaram duas respostas, uma resposta típica de mínimos quadrados, e a outra resposta que a velocidade inicial, que foi melhor representada pelos parâmetros obtidos. O método empregado na degradação do substrato, o microrreator mostrou-se eficiente, permitindo a detecção de baixo consumo de substrato para a determinação da taxa inicial, em curto tempo de residência. Perante os ensaios realizados com Lacase e Soybean Peroxidase, o microrreator é também um equipamento eficaz na repetitividade e na reprodutibilidade dos dados obtidos em diferentes concentrações.
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Devido à preocupação com o meio ambiente e o volume crescente de resíduos plástico em aterros sanitários, os polímeros biodegradáveis estão sendo estudados extensivamente. Um deles é o PLA. Apesar de possuir propriedades comparáveis a polímeros commodities e polímeros de engenharia, ainda é necessário melhorar certas características do PLA, como resistência ao impacto. Para isso, a nanocelulose (NC) pode ser usada sem alterações significativas na biodegradação polimérica. Este estudo teve como objetivo obter a nanocelulose, caracteriza-la e incorpora-la ao poli(ácido láctico) (PLA), assim como, estudar as propriedades térmicas, morfológicas e mecânicas do compósito obtido. A NC foi obtida por hidrólise ácida utilizando ácido fosfórico e posteriormente foi silanizada com três silanos distintos. As nanopartículas foram caracterizadas por Birrefringência, Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Termogravimetria (TG), Potencial Zeta, Espectroscopia Vibracional de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raio X (DRX). Com as imagens obtidas pelo MET foi possível medir o tamanho das partículas de NC. E então obter a razão de aspecto de 82 e o limite de percolação de 1,1% em massa, confirmando a morfologia de nanofibra. De acordo as analises TG\'s, a presença de NC silanizada aumentou o início da degradação térmica. Os compósitos, contendo 3% em massa de NC, foram obtidos por fusão em câmara de mistura e moldados por injeção. Os compósitos foram caracterizados por FTIR, Cromatografia de Permeação em Gel (GPC), TG, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV-FEG), Impacto e Tração. As análises dos compósitos mostraram que a NC atuou como agente de nucleação, facilitando a cristalização do PLA, além de a NC ter atuado como reforço na matriz polimérica melhorando as propriedades mecânicas.
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Este trabalho teve como objetivo geral estudar a viabilidade técnica de utilizar bagaço de cana como meio reativo de barreiras reativas permeáveis (BRP) para remoção de sulfato e metais de águas subterrâneas contaminadas. O estudo baseou-se em investigação experimental, por meio de ensaios laboratoriais de coluna, e em modelagem matemática, para a qual utilizaram-se também alguns dados obtidos em um estudo de caso de uma unidade industrial contaminada com sulfato e metais. Neste local contaminado, as características hidrogeológicas e topográficas propiciam a utilização de uma barreira reativa permeável como técnica de remediação. Barreiras reativas permeáveis são uma alternativa para remediação de águas subterrâneas que vem progredindo rapidamente na última década, a partir de ensaios de bancada e coluna em laboratório para implementação em escala real em campo. Três colunas bióticas foram montadas utilizando bagaço de cana como meio reativo e um material de base poroso constituído de areia e cascalho para fornecer adequada condutividade hidráulica, com a proporção de 1:28 em massa seca. Também foi adicionado ao meio reativo um inóculo bacteriano composto por esterco bovino dissolvido. Uma quarta coluna, sem inóculo e contendo um agente biocida, compôs o experimento branco (abiótico). Uma solução sintética foi introduzida nas colunas simulando condições da água subterrânea do estudo de caso, com velocidade de Darcy em torno de 2,0x10-7 m/s composta por sulfato e metais (zinco e níquel) com concentrações de 6.000 mg/L e 15 mg/L, respectivamente. Os resultados das análises da fase líquida das colunas bióticas apresentaram: (i) média da taxa de remoção de sulfato durante todo o tempo do experimento de 49 mg/L/dia; (ii) as concentrações de Zn e Ni diminuíram de 15 mg/L para valores não detectáveis pela técnica analítica utilizada (< 0,01 mg/L); (iii) aumento do pH de 5.5-5.8 para valores entre 6,8-8,0; (iv) redução do valor do potencial de óxido redução (Eh) para valores de até -200mV. Não foram observadas reduções das concentrações de metais e sulfato na fase líquida da coluna abiótica e os valores de pH e Eh permaneceram dentro das faixas iniciais. Análises nas fases sólidas das colunas bióticas por MEV e EDS após o término do experimento identificaram a presença de Ni, Zn, S e Mn, indicando a precipitação desses metais em forma de sulfetos. Estes elementos não foram detectados na fase sólida da coluna abiótica. Assim, pôde-se inferir que toda a remoção de sulfato verificada nas colunas bióticas pode ser atribuída a redução bacteriana de sulfato. A partir das condições experimentais dos ensaios, foi realizada a modelagem e o dimensionamento da BRP. Para a estimativa da cinética de redução de sulfato, aplicou-se a solução analítica de Van Genuchten para transporte de contaminantes com degradação, obtendo-se uma taxa de decaimento de primeira ordem de 0,01 dia-1. A determinação da espessura e tempo de residência da barreira foi realizada considerando que a concentração de sulfato na saída da barreira fosse menor ou igual a 250 mg/L. O resultado do dimensionamento de uma BRP preenchida com bagaço de cana e areia nas proporções de 1:28 em massa seca resultaria em uma BRP de 7,1 m de espessura, com tempo de residência de 950 dias, no local de estudo de caso. Caso fosse utilizado o dobro da proporção de bagaço de cana e areia em massa seca (1:14), a implantação da BRP apresentar-se-ia viável, com espessura aproximada de 4 m. Através destes resultados, pôde ser comprovada a hipótese de que bagaço de cana como substrato e esterco bovino como inóculo compõem um meio reativo viável para a redução de sulfato e precipitação de metais em uma BRP.
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The waste of plastic beverage bottles creates environmental problems and takes up a large volume of landfill space. The high rate of consumption of plastics in the State of Florida is challenging the disposal capacity of waste authorities. The lack of the reverse vending machines in the State of Florida, including applicable scientific or technical literature represented an opportunity for this research to discuss the applicability of this equipment as a potential solution for the management of the plastic waste in Florida. With this research document, I will propose a recycling system for plastic bottles made with PET based on the implementation of reverse vending machines, stressing the importance of the creation of policies that promote recycling and public participation.
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To study the possibility of producing better water quality from municipal wastewater, a membrane bioreactor (MBR) pilot plant with flat sheet (FS) and hollow fiber (HF) membranes coupled with another pilot plant equipped with nanofiltration (NF)/reverse osmosis (RO) membranes were operated to treat municipal wastewater from the wastewater treatment plant (WWTP) Rincón de León, Alicante (Spain). This study was focused on improving the quality of the permeate obtained from the MBR process when complemented by NF or RO stages with respect to salinity, organic matter and nutrients. Furthermore, the removal efficiencies of 10 EMPs were evaluated, comparing the reductions achieved between the wastewater treatment by MBR (adsorption to sludge and biodegradation) and the later treatment using NF or RO (mainly size exclusion). The results showed that the high quality of water was obtained which is appropriate for reuse with salinity removal efficiencies higher than 97%, 96% for total organic carbon (TOC), 91% for nitrates View the MathML sourceNO3- and 99% for total phosphorous (TP). High removal efficiencies were obtained for the majority of the analyzed EMP compounds.
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In this work, mixtures of vacuum gas oil and low density polyethylene, a major component of common industrial and consumer household plastics, were pyrolytically co-processed in a fluid catalytic cracking (FCC) riser reactor as a viable alternative for the energy and petrochemical revalorisation of plastic wastes into valuable petrochemical feedstocks and fuel within an existing industrial technology. Using equilibrium FCC catalyst, the oil–polymer blends were catalytically cracked at different processing conditions of temperatures between 773 K and 973 K and catalyst feed ratios of 5:1, 7:1 and 10:1. The influence of each of these processing parameters on the cracking gas and liquid yield patterns were studied and presented. Further analysed and presented are the different compositional distributions of the obtained liquids and gaseous products. The analysis of the results obtained revealed that with very little modifications to existing process superstructure, yields and compositional distributions of products from the fluid catalytic cracking of the oil–polymer blend in many cases were very similar to those of the processed oil feedstock, bringing to manifest the viability of the feedstock co-processing without significant detriments to FCC product yields and quality.
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The decomposition of azodicarbonamide, used as foaming agent in PVC—plasticizer (1/1) plastisols was studied by DSC. Nineteen different plasticizers, all belonging to the ester family, two being polymeric (polyadipates), were compared. The temperature of maximum decomposition rate (in anisothermal regime at 5 K min−1 scanning rate), ranges between 434 and 452 K. The heat of decomposition ranges between 8.7 and 12.5 J g−1. Some trends of variation of these parameters appear significant and are discussed in terms of solvent (matrix) and viscosity effects on the decomposition reactions. The shear modulus at 1 Hz frequency was determined at the temperature of maximum rate of foaming agent decomposition, and differs significantly from a sample to another. The foam density was determined at ambient temperature and the volume fraction of bubbles was used as criterion to judge the efficiency of the foaming process. The results reveal the existence of an optimal shear modulus of the order of 2 kPa that corresponds roughly to plasticizer molar masses of the order of 450 ± 50 g mol−1. Heavier plasticizers, especially polymeric ones are too difficult to deform. Lighter plasticizers such as diethyl phthalate (DEP) deform too easily and presumably facilitate bubble collapse.
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Polyvinyl chloride (PVC) is one of the plastics most extensively used due to its versatility. The demand of PVC resin in Europe during 2012 reached 5000 ktonnes1. PVC waste management is a big problem because of the high volume generated all over the world and its chlorine content. End-of-life PVC is mainly mixed with municipal solid waste (MSW) and one common disposal option for this is waste-to-energy incineration (WtE). The presence of plastics such as PVC in the fuel mix increases the heating value of the fuel. PVC has two times higher energy content than MSW ‒around 20 MJ/kg vs 10 MJ/kg, respectively. However, the high chlorine content in PVC resin, 57 wt.%, may be a source for the formation of hazardous chlorinated organic pollutants in thermal processes. Chlorine present in the feedstock of WtE plants plays an important role in the formation of (i) chlorine (Cl2) and (ii) hydrochloric gas (HCl), both of them responsible for corrosion, and (iii) chlorinated organic pollutants2. In this work, pyrolytic and oxidative thermal degradation of PVC resin were carried out in a laboratory scale reactor at 500 ºC in order to analyze the influence of the reaction atmosphere on the emissions evolved. Special emphasis was put on the analysis of chlorinated organic pollutants such as polychlorodibenzo-p-dioxins (PCDDs), polychlorodibenzofurans (PCDFs) and other related compounds like polychlorobenzenes (PCBzs), polychlorophenols (PCPhs) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Another objective of this work was to compare the results with those of a previous work3 in which emissions at different temperatures in both pyrolysis and combustion of another PVC resin had been studied; in that case, experiments for PCDD/Fs emissions had been performed only at 850 ºC.
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Bisphenol A (BPA) is an endocrine-disrupting chemical (EDC) produced in huge quantities in the manufacture of polycarbonate plastics and epoxy resins. It is present in most humans in developed countries, acting as a xenoestrogen and it is considered an environmental risk factor associated to several diseases. Among the whole array of identified mechanisms by which BPA can interfere with physiological processes in living organisms, changes on ion channel activity is one of the most poorly understood. There is still little evidence about BPA regulation of ion channel expression and function. However, this information is key to understand how BPA disrupts excitable and non-excitable cells, including neurons, endocrine cells and muscle cells. This report is the result of a comprehensive literature review on the effects of BPA on ion channels. We conclude that there is evidence to say that these important molecules may be key end-points for EDCs acting as xenoestrogens. However, more research on channel-mediated BPA effects is needed. Particularly, mechanistic studies to unravel the pathophysiological actions of BPA on ion channels at environmentally relevant doses.
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Marine debris produces a wide variety of negative environmental, economic, safety, health and cultural impacts. Most marine litter has a very low decomposition rate (as plastics, which are the most abundant type of marine debris), leading to a gradual, but significant accumulation in the coastal and marine environment. Along that time, marine debris is a significant source of chemical contaminants to the marine environment. Once extracted from the water, incineration is the method most widely used to treat marine debris. Other treatment methods have been tested, but they still need some improvement and so far have only been used in some countries. Several extraction and collection programs have been carried out. However, as marine debris keep entering the sea, these programs result insufficient and the problem of marine debris will continue its increase. The present work addresses the environmental impact and social aspects of the marine debris, with a review of the state of the art in the treatments of this kind of waste, together with an estimation of the worldwide occurrence and characteristics.
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We consider the simplest relevant problem in the foaming of molten plastics, the growth of a single bubble in a sea of highly viscous Newtonian fluid, and without interference from other bubbles. This simplest problem has defied accurate solution from first principles. Despite plenty of research on foaming, classical approaches from first principles have neglected the temperature rise in the surrounding fluid, and we find that this oversimplification greatly accelerates bubble growth prediction. We use a transport phenomena approach to analyze the growth of a solitary bubble, expanding under its own pressure. We consider a bubble of ideal gas growing without the accelerating contribution from mass transfer into the bubble. We explore the roles of viscous forces, fluid inertia, and viscous dissipation. We find that bubble growth depends upon the nucleus radius and nucleus pressure. We begin with a detailed examination of the classical approaches (thermodynamics without viscous heating). Our failure to fit experimental data with these classical approaches, sets up the second part of our paper, a novel exploration of the essential decelerating role of viscous heating. We explore both isothermal and adiabatic bubble expansion, and also the decelerating role of surface tension. The adiabatic analysis accounts for the slight deceleration due to the cooling of the expanding gas, which depends on gas polyatomicity. We also explore the pressure profile, and the components of the extra stress tensor, in the fluid surrounding the growing bubble. These stresses can eventually be frozen into foamed plastics. We find that our new theory compares well with measured bubble behavior.
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L'exposition aux mélanges de contaminants (environnementaux, alimentaires ou thérapeutiques) soulève de nombreuses interrogations et inquiétudes vis-à-vis des probabilités d'interactions toxicocinétiques et toxicodynamiques. Une telle coexposition peut influencer le mode d’action des composants du cocktail et donc de leur toxicité, suite à un accroissement de leurs concentrations internes. Le bisphénol A (4 dihydroxy-2,2-diphenylpropane) est un contaminant chimique répandu de manière ubiquitaire dans notre environnement, largement utilisé dans la fabrication des plastiques avec l’un des plus grands volumes de production à l’échelle mondiale. Il est un perturbateur endocrinien par excellence de type œstrogèno-mimétique. Cette molécule est biotransformée en métabolites non toxiques par un processus de glucuronidation. L'exposition concomitante à plusieurs xénobiotiques peut induire à la baisse le taux de glucuronidation du polluant chimique d'intérêt, entre autres la co-exposition avec des médicaments. Puisque la consommation de produits thérapeutiques est un phénomène grandissant dans la population, la possibilité d’une exposition simultanée est d’autant plus grande et forte. Sachant que l'inhibition métabolique est le mécanisme d'interaction le plus plausible pouvant aboutir à une hausse des niveaux internes ainsi qu’à une modulation de la toxicité prévue, la présente étude visait d'abord à confirmer et caractériser ce type d'interactions métaboliques entre le bisphénol A et le naproxène, qui est un anti-inflammatoire non stéroïdiennes (AINS), sur l'ensemble d'un organe intact en utilisant le système de foie de rat isolé et perfusé (IPRL). Elle visait ensuite à déterminer la cinétique enzymatique de chacune de ces deux substances, seule puis en mélange binaire. Dans un second temps, nous avons évalué aussi l’influence de la présence d'albumine sur la cinétique métabolique et le comportement de ces deux substances étudiées en suivant le même modèle de perfusion in vivo au niveau du foie de rat. Les constantes métaboliques ont été déterminées par régression non linéaire. Les métabolismes du BPA et du NAP seuls ont montré une cinétique saturable avec une vélocité maximale (Vmax) de 8.9 nmol/min/ mg prot de foie et une constante d'affinité de l'enzyme pour le substrat (Km) de 51.6 μM pour le BPA et de 3 nmol/min/mg prot de foie et 149.2 μM pour le NAP. L'analyse des expositions combinées suggère une inhibition compétitive partielle du métabolisme du BPA par le NAP avec une valeur de Ki estimée à 0.3542 μM. Les résultats obtenus montrent que l’analyse de risque pour les polluants environnementaux doit donc prendre en considération la consommation des produits pharmaceutiques comme facteur pouvant accroitre le niveau interne lors d’une exposition donnée. Ces données in vivo sur les interactions métaboliques pourraient être intégrées dans un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PBPK) pour prédire les conséquences toxicococinétique (TK) de l'exposition d'un individu à ces mélanges chimiques.
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Introduction The strong expansion of the world production of plastics caused a severe accumulation of plastic debris in the environment, which makes them one of the most important contaminants, growing as a global environmental problem. Although the production in Europe has been relatively constant in the last 10 years, world plastic production continues to increase, affecting soil biota and their functions. Objectives Thus, in order to evaluate the effects of MP in soil-dwelling organisms, earthworms (Eisenia andrei Bouché), were exposed to standard artificial soil mixed with MPs and the authors documented, using microscopic figures, the pathological lesions found in this biological model. Material and Methods Eight adult earthworms extracted from soils contaminated with different concentrations of MP (mg/kgdw) with sizes ranging between 250-1000 m, were fixed in 10% neutral-buffered formalin and processed for routine histopathological diagnosis. Results and discussion Contrary to what would be expected, MP were not found throughout the GI tube of earthworms but several lesions were found in the individuals extracted from the soils with high MP concentrations, when compared with control group, namely epithelial intestinal atrophy and evidences of inflammatory responses to this stress agent. Conclusion Earthworms have probably avoided the consumption of the biggest MPs. However, evidences point for lesions that were likely caused by the smallest MPs that were likely egested during the depuration phase.