Dopo le allarmanti segnalazioni di inquinamento da microplastiche negli oceani e nelle spiagge, la comunità scientifica globale ha intensificato la sua attenzione in quest'area. Da allora i ricercatori hanno trovato prove di contaminazione da microplastiche ovunque:nei nostri laghi e fiumi, bevande e generi alimentari. Dott.ssa Natalia Ivleva, un ricercatore presso l'Università tecnica di Monaco di Baviera (TUM), ha sviluppato nuovi metodi analitici per l'identificazione e la quantificazione delle microplastiche. In questa intervista, condivide le sue ultime scoperte.

Cos'è esattamente la microplastica?

Secondo le attuali definizioni, la microplastica è qualsiasi pezzo di plastica che misura da cinque millimetri fino a un micrometro, cioè un millesimo di millimetro. Le particelle di plastica più piccole, da un micrometro fino a 100 nanometri, sono definite sub-microplastiche. Le particelle inferiori a 100 nm sono chiamate nanoplastiche. Studi mostrano, che la maggior parte delle particelle di plastica possiede dimensioni nell'intervallo micrometrico inferiore.

Sia le microplastiche che le nanoplastiche sono generalmente formate dalla rottura di pezzi di plastica più grandi, ad esempio dalle borse della spesa all'usura dei pneumatici di un'auto o quando laviamo un capo di abbigliamento in microfibra. E poiché alcuni produttori stanno ancora aggiungendo microplastiche ai prodotti per la cura personale come dentifrici e scrub, sono una fonte di inquinamento da microplastiche, pure.

Perché dobbiamo preoccuparci dell'inquinamento da microplastiche?

In realtà, non è ancora del tutto chiaro quanto siano pericolose le microplastiche per gli organismi viventi. Cosa si sa:organismi acquatici e altre specie, compresi gli umani, può assorbire particelle microplastiche. Ma questo da solo non prova la tossicità. Però, abbiamo anche accertato che le particelle di dimensioni più piccole potrebbero avere la capacità di essere assorbite in alcuni tipi di tessuto corporeo negli organismi acquatici.

Ogni anno, gli esseri umani producono circa 400 milioni di tonnellate di plastica in tutto il mondo. Una parte significativa di questa plastica finisce nell'ambiente sotto forma di rifiuti, e la maggior parte dei tipi di plastica impiega diverse centinaia di anni per degradarsi completamente.

Il risultato? Nei decenni successivi, probabilmente dovremo affrontare un massiccio aumento della quantità di inquinamento da microplastiche nell'ambiente. Sappiamo tutti che anche le sostanze inerti e non tossiche possono avere effetti imprevisti una volta che raggiungono un certo livello di concentrazione nell'ambiente.

Perché non sappiamo di più sugli effetti dell'inquinamento da microplastiche?

All'inizio, quando i ricercatori si sono resi conto per la prima volta che la microplastica stava entrando nell'ambiente a causa dell'attività umana, metodi ottici sono stati utilizzati per distinguere la plastica da altre particelle in un dato campione. Sfortunatamente, questo metodo non è molto affidabile. Quando osservi una particella di dimensioni inferiori a un millimetro, è difficile distinguere se si tratta di un granello di sabbia o di un pezzo di plastica. Sembrano molto simili a quelle dimensioni.

Un buon esempio di ciò:sotto gli auspici del progetto di ricerca "MiWa, " finanziato dal Ministero Federale Tedesco dell'Istruzione e della Ricerca (BMBF), abbiamo fatto un'analisi chimica di circa 3, 000 particelle da un campione d'acqua prelevato dal fiume Elba. Abbiamo accertato che solo una su mille particelle nel campione era in realtà di plastica.

Accanto al calcare e ad altre particelle minerali, il campione di acqua conteneva anche molto materiale organico. Ecco perché è della massima importanza sviluppare metodi di analisi affidabili e standardizzati, altrimenti non c'è modo di confrontare accuratamente i diversi valori del campione l'uno con l'altro.

Voglio sottolineare qui che stiamo parlando di concentrazioni estremamente basse di microplastiche nei campioni che abbiamo analizzato, che ci aspetteremmo avrebbero un effetto altrettanto piccolo sulla salute di un organismo vivente. In alcuni esperimenti che testano alte concentrazioni di microplastiche, sono stati misurati gli effetti negativi, mentre in altri, non sono stati riscontrati effetti negativi.

Questa ricerca è ancora agli inizi, il che non significa che dovremmo adottare un approccio "aspetta e vedrai". Se consideriamo la lentezza con cui la plastica si degrada, è una priorità urgente per noi trovare strategie per ridurre la quantità di rifiuti di plastica che produciamo in primo luogo.

Quali metodi vengono utilizzati per rilevare e identificare le particelle microplastiche?

A seconda delle domande che stai facendo, ci sono diversi metodi attualmente impiegati per analizzare campioni per microplastiche. Per esempio, l'analisi termica abbinata alla gascromatografia e alla spettrometria di massa viene impiegata per determinare la quantità e i tipi di particelle di plastica e additivi che potrebbero essere presenti. Ma questi metodi non possono essere utilizzati per determinare le dimensioni delle particelle.

I metodi spettroscopici possono essere utilizzati per determinare sia l'impronta digitale chimica sia la dimensione e la forma delle particelle microplastiche. E la microspettroscopia a infrarossi può anche essere utilizzata per analizzare automaticamente particelle fino alla dimensione di 20 micrometri.

Presso l'Istituto di Idrochimica TUM, utilizziamo prevalentemente l'analisi microscopica Raman nella nostra ricerca. Raman è un metodo spettroscopico non distruttivo che consente di condurre sia un'analisi dello spettro della firma sia di facilitare l'identificazione affidabile delle particelle. Usando questo metodo, possiamo determinare se una particella è composta da polimeri sintetici o se è una sostanza naturale come cellulosa o quarzo.

Inoltre, questo metodo ci permette di determinare con precisione il tipo di plastica in un campione. E accoppiando la potenza di uno spettrometro Raman con un normale microscopio ottico, possiamo analizzare particelle fino a un micrometro o anche più piccole. Il risultato:abbiamo la capacità di definire chiaramente il numero di particelle, la gamma di dimensioni delle particelle e i tipi di polimero delle microplastiche in un dato campione.

Siamo stati in grado di confermare la presenza di particelle microplastiche nel tratto digestivo delle pulci d'acqua. Per di più, in un progetto finanziato dal Ministero dell'Ambiente e della Tutela dei Consumatori della Baviera, abbiamo scoperto che le cozze ingeriscono particelle microplastiche particolarmente piccole, depositi di cui abbiamo trovato in tutto il corpo.

Quali sono i prossimi passi della tua ricerca?

Sviluppare conclusioni rappresentative e statisticamente affidabili sul livello di contaminazione da microplastiche in un dato campione, dovremo analizzare molte particelle per campione. Ecco perché stiamo attualmente lavorando anche all'automazione di metodi basati su Raman nel progetto "MiPAq, " che è finanziato dalla Fondazione bavarese per la ricerca (BFS).

Poiché le particelle di plastica si degradano a dimensioni sempre più piccole nell'ambiente, presentano un potenziale sempre più elevato di tossicità ambientale. Ecco perché il nostro istituto sta collaborando con altre sedie TUM per sviluppare metodi più accurati per l'analisi di particelle molto piccole nell'ambito del progetto "SubμTrack" finanziato da BMBF.

Primo, dovremo raccogliere abbastanza risultati di campioni comparabili, utilizzando metodi di analisi standardizzati, che ci mostreranno quanta microplastica o nanoplastica è effettivamente presente in un dato campione. Solo allora possiamo iniziare ad analizzare gli effetti negativi che potrebbero essere causati da un certo livello di contaminazione da microplastiche o nanoplastiche nell'ambiente, o negli esseri umani e in altre specie. Sarà inoltre necessario per i ricercatori determinare quali tipi, dimensioni e forme delle particelle, e soprattutto quali concentrazioni di microplastiche e nanoplastiche, hanno quali effetti tossici.

Consiglieresti di vietare tutta la produzione di plastica in futuro?

Assolutamente no:la plastica è un materiale incredibilmente versatile e presenta molti vantaggi rispetto ad altri materiali. Detto questo, è di fondamentale importanza per noi ridurre drasticamente la quantità di plastica che stiamo introducendo nell'ambiente. E non sono solo le aziende produttrici di plastica che devono assumersi l'unica responsabilità e onere per questo, spetta anche a noi consumatori diventare più responsabili nel modo in cui utilizziamo, riutilizzare, riciclare e smaltire la plastica in futuro.