Le pitture a dispersione sono utilizzate principalmente nelle famiglie per dipingere pareti e soffitti. Un gruppo di ricerca interdisciplinare dell'Università di Bayreuth ha ora analizzato la composizione chimica di due tipiche vernici a dispersione e ha scoperto un gran numero di particelle solide al loro interno di dimensioni di pochi micro o nanometri. Gli studi sui sistemi di test biologici hanno dimostrato che queste particelle possono danneggiare gli organismi viventi.

Utilizzando una nuova membrana sviluppata presso l'Università di Bayreuth, queste particelle possono essere filtrate dall'acqua prima che entrino nell'ambiente.

Ingredienti delle vernici a dispersione

Gli scienziati hanno selezionato due vernici a dispersione disponibili in commercio che vengono utilizzate frequentemente nelle famiglie. Questi si differenziano principalmente per le loro proprietà di gocciolamento, perché uno è stato sviluppato per la pittura di pareti e l'altro per la pittura di soffitti. Le due vernici hanno un contenuto di solidi rispettivamente del 49 e del 21 percento in peso, mentre il rispettivo contenuto organico è del 57 e del sette percento in peso. I componenti solidi caratteristici nell'intervallo micro o nanometrico sono particelle di biossido di silicio, biossido di titanio e carbonato di calcio, nonché particelle di vari tipi di plastica, in particolare poliacrilato.

"Molte di queste minuscole particelle entrano nell'ambiente, ad esempio, attraverso l'abrasione degli strati di vernice o gli agenti atmosferici. Il nostro studio ora mostra che quando spazzole, rulli, raschietti e secchi utilizzati nella pittura di pareti e soffitti vengono puliti lavando i residui di vernice, le particelle delle vernici in dispersione possono finire nelle acque reflue e quindi anche nell'ambiente.L'impatto sull'ambiente deve essere studiato a fondo, il che è tanto più urgente vista la diffusione mondiale delle vernici in dispersione e la loro diversa composizione dei materiali.Ecco perché non ci siamo limitati all'analisi chimica dei componenti delle vernici, ma abbiamo anche studiato i loro effetti sugli organismi viventi e sulle cellule", afferma il Prof. Dr. Andreas Greiner, vice portavoce del Centro di ricerca collaborativa Microplastics.

Effetti sugli organismi viventi

Per le loro indagini, gli scienziati di Bayreuth hanno selezionato due sistemi di test ben consolidati nella ricerca:pulci d'acqua della specie Daphnia magna e una linea di cellule di topo. Le pulci d'acqua sono state testate secondo le linee guida dell'OCSE per il test delle sostanze chimiche. In questo test viene considerata la mobilità degli organismi. È stato riscontrato che la mobilità delle pulci d'acqua era significativamente ridotta quando l'acqua conteneva un'elevata percentuale di particelle nanoplastiche e microplastiche inorganiche disciolte e non disciolte. Nelle cellule di topo è stata osservata una diminuzione dell'attività cellulare, generalmente causata da particelle nell'intervallo nanometrico. Il metabolismo nelle cellule del topo è stato significativamente interrotto da nanoparticelle di biossido di titanio e plastica in particolare.

"La nostra ricerca mostra che gli ingredienti delle vernici a dispersione possono causare reazioni di varia entità negli organismi e nelle cellule. Pertanto, non si può escludere la possibilità che gli ingredienti possano essere dannosi per l'ambiente. Sono urgentemente necessarie ulteriori ricerche in questo settore, soprattutto perché sappiamo ancora troppo poco se le interazioni tra nanoparticelle di plastica e nanoparticelle inorganiche possono causare danni aggiuntivi", spiega il Prof. Dr. Christian Laforsch, portavoce del Centro di ricerca collaborativa Microplastics.

"Allo stesso modo è ancora una questione in gran parte irrisolta come gli ingredienti delle vernici a dispersione interagiscono con altre sostanze in diversi compartimenti ambientali, ad esempio nell'aria, nel suolo o nei fiumi. Tuttavia, è già chiaro che le vernici a dispersione non dovrebbero essere smaltiti incautamente nell'ambiente", afferma la prof.ssa Ruth Freitag, presidente di Biotecnologie di processo presso l'Università di Bayreuth.

Lo studio sugli ingredienti delle vernici in dispersione e sui loro possibili effetti sugli organismi viventi è stato pubblicato sulla rivista Ecotossicologia e sicurezza ambientale . Si basa su una stretta rete interdisciplinare nel Centro di ricerca collaborativa 1357, Microplastics, presso l'Università di Bayreuth.

Una nuova membrana con elevati effetti filtranti

Parallelamente agli studi sulle pitture in dispersione e sui loro possibili effetti, i ricercatori sotto la direzione del Prof. Dr. Andreas Greiner si sono concentrati su un ulteriore progetto:hanno sviluppato un nuovo processo per rimuovere le particelle potenzialmente dannose dalle pitture murali in dispersione dalle acque reflue mediante filtrazione. Ciò comporta l'uso di una membrana composta da fibre funzionalizzate prodotte dal processo di elettrofilatura. La membrana trattiene particelle di dimensioni micro e nanometriche in modi diversi. I pori della membrana sono così sottili che le microparticelle non possono passare, mentre le interazioni tra le fibre della membrana e le nanoparticelle fanno sì che si attacchino alla superficie della membrana anche se si adatterebbero ai pori. In entrambi i casi, l'effetto filtrante non è associato a un rapido e su vasta scala dell'ostruzione dei pori. Pertanto, l'acqua, ad esempio, può facilmente passare attraverso la membrana e defluire.

Nella rivista Materiali macromolecolari e ingegneria , gli scienziati di Bayreuth descrivono la riuscita applicazione della membrana. Hanno anche testato le due vernici a dispersione che si erano rivelate potenzialmente dannose per gli organismi viventi nello studio. Come si è scoperto, la membrana è in grado di trattenere i tipici componenti del colore, in particolare nanoparticelle di biossido di titanio e poliacrilato e microparticelle di carbonato di calcio.

"Nella vita di tutti i giorni, tutti questi componenti del colore vengono scaricati insieme nelle acque reflue. Qui si mescolano e in alcuni casi cambiano persino le loro strutture e proprietà a causa delle loro interazioni. Pertanto, abbiamo testato specificamente le prestazioni di filtrazione della nostra membrana elettrofilata su tali miscele. Gli elevati effetti di filtraggio che abbiamo ottenuto mostrano che questo processo ha un grande potenziale quando si tratta di purificare l'acqua dalle particelle nella gamma micro e nanometrica, come quelle contenute nelle vernici comunemente usate in tutto il mondo", afferma Greiner. + Esplora ulteriormente

Presumibilmente simili particelle microplastiche mostrano diversi livelli di tossicità