E se esistesse un materiale simile alla plastica in grado di assorbire i nutrienti in eccesso dall’acqua e di essere utilizzato come fertilizzante quando si decompone? Questo prodotto, un materiale "bioplastico", è stato creato dal dottor Lee Wilson, professore di chimica dell'Università del Saskatchewan (USAsk) e dal suo gruppo di ricerca, come dettagliato in un articolo recentemente pubblicato su RSC Sustainability . Il gruppo di ricerca comprende Ph.D. il candidato Bernd G. K. Steiger, lo studente di laurea triennale Nam Bui e il tirocinante post-dottorato Bolanle M. Babalola.
"Abbiamo realizzato un materiale bioplastico che funziona come un assorbente e rimuove i fosfati dall'acqua, dove livelli elevati di fosfati nelle acque superficiali rappresentano un enorme problema di sicurezza idrica globale", ha affermato. "Puoi raccogliere quei pellet e distribuirli come fertilizzante agricolo."
Wilson, membro del Global Institute for Water Security (GIWS), e il suo team di laboratorio di ricerca, si concentrano sullo sviluppo di forme di "bioplastica", un materiale che assomiglia alla plastica ma è costituito da materiali biologici (o biomateriali) progettati per decomporre.
Come la plastica, la bioplastica può essere utilizzata in molti modi, dai materiali di imballaggio come scatole di bioplastica o sacchetti di plastica progettati per contenere alimenti.
Questo materiale bioplastico è un pellet biocomposito che contiene un polisaccaride marino (chitosano), gusci d'uovo e paglia di grano. Il pellet è un materiale a "circuito chiuso" che assorbe il fosfato dalle fonti d'acqua e viene quindi utilizzato come fonte di fertilizzante per applicazioni agricole.
Il fosfato è un nutriente essenziale comunemente utilizzato nei fertilizzanti per l'agricoltura. Essendo una sostanza chimica chiave nella coltivazione degli alimenti in tutto il mondo, un eccesso di fosfato nelle fonti d’acqua può portare ad un aumento della crescita delle piante acquatiche, come le alghe verdi-azzurre. Le alghe verdi-azzurre possono rilasciare tossine dannose per l'uomo e gli animali.
Anche il fosfato è una risorsa non rinnovabile e si ottiene attraverso l'estrazione di rocce fosfatiche. I minerali fosfati hanno una scorta limitata e possono esaurirsi quando fuoriescono dal terreno nelle fonti d'acqua circostanti.
Questo sistema a circuito chiuso è una soluzione alternativa all’estrazione del fosfato e all’utilizzo dei nutrienti già presenti nelle fonti d’acqua. È anche un'alternativa ai prodotti che utilizzano rivestimenti in plastica per fornire fertilizzanti ai terreni agricoli, trasformandosi alla fine in inquinamento da microplastica.
Le microplastiche rappresentano una preoccupazione sempre più crescente nel mondo:il loro impatto a lungo termine sugli esseri umani, sugli animali e sull'ambiente non è ancora del tutto noto.
"Quando queste (plastiche) si decompongono nell'ambiente, formeranno effettivamente microplastiche", ha affermato. "Le microplastiche hanno dimensioni fisiche pari o inferiori a un micron. Contengono plastificanti e altre sostanze chimiche che possono contaminare l'acqua."
Le sostanze chimiche aggiunte per rendere la plastica morbida sono ciò che rende il materiale tossico, ha spiegato Wilson. Più la plastica è flessibile o morbida, più è probabile che siano stati aggiunti componenti.
La plastica utilizzata per bottiglie d'acqua, similpelle (pelle di plastica) o contenitori di caramelle è realizzata in polipropilene o polietilene, materiali resistenti con additivi chimici che possono fuoriuscire dal prodotto nelle discariche quando l'acqua filtra attraverso di esso, ha spiegato.
"Nell'ultimo decennio, man mano che la plastica si scompone in piccole particelle, può finire nel cibo e penetrare nelle cellule", ha affermato Wilson. Le microplastiche possono finire nell'oceano, nelle falde acquifere, nelle piante che vengono raccolte e trasformate in cibo.
"Se mettessi un contenitore di plastica per la margarina nel tuo giardino e lo seppellissi, potrebbe rimanere lì per 50 anni o più fino a quando non inizierà a sgretolarsi. Ma sono quelle piccole particelle che sono dannose per la salute umana."
"Con la bioplastica si può evitare tutto questo e sostanzialmente si ottiene qualcosa che si scompone nei suoi componenti originali o che può essere compostato o degradato più facilmente attraverso processi naturali", ha aggiunto.
Wilson ha aggiunto che anche la riduzione dei materiali sintetici e della plastica nell’ambiente avrebbe un impatto. Ad esempio, se la plastica fosse composta per il 90% da bioplastica e per il 10% da sintetica, ridurrebbe il carico complessivo sull'ambiente e probabilmente consentirebbe alla plastica di rompersi più facilmente.
"Uno dei problemi con le microplastiche è che c'è molta tecnologia disponibile per rimuovere la plastica dall'oceano, ma servono la volontà e la volontà politica (per prevenirla), ma la scienza e la tecnologia sono già lì."
Ulteriori informazioni: Bernd G. K. Steiger et al, Eggshell ha incorporato pellet adsorbenti di rifiuti agricoli per la cattura sostenibile di ortofosfati da mezzi acquosi, Sostenibilità RSC (2024). DOI:10.1039/D3SU00415E
Informazioni sul giornale: Sostenibilità RSC
Fornito dall'Università del Saskatchewan
