Detriti di plastica su una remota spiaggia del Golfo dell'Alaska. I detriti a terra possono trasformarsi in microplastiche, essere mangiato dalla fauna selvatica locale, o tornare in acqua, dove può essere trasportato per lunghe distanze dalle correnti oceaniche. Parte della plastica qui è nata dallo tsunami giapponese del 2011. Credito:Chris Pallister/GoAK.org.
Il professor Rob Hale del Virginia Institute of Marine Science di William &Mary è l'autore principale di un nuovo documento "Grand Challenges" commissionato per celebrare il 100° anniversario dell'American Geophysical Union, la più grande associazione mondiale di scienziati della Terra e dello spazio con oltre 60, 000 membri in 137 paesi.
La carta, "Una prospettiva globale sulle microplastiche, " è co-autore della studentessa di dottorato VIMS Meredith Seeley e del ricercatore senior Dr. Mark LaGuardia, insieme ai dott. Lei Mai e Eddy Zeng della Jinan University di Guangzhou, Cina.
Le "microplastiche" sono particelle microscopiche fabbricate per prodotti come scrub per il viso, o prodotto quando fisico, chimico, e le forze biologiche abbattono pezzi più grandi di detriti di plastica. C'è stata una diffusa preoccupazione tra gli scienziati e il pubblico che questi minuscoli frammenti sintetici abbiano un impatto sugli ecosistemi marini.
Il Direttore Esecutivo/CEO dell'AGU Chris McEntee afferma che le Grandi Sfide "rappresentano una raccolta speciale di documenti di revisione ad accesso aperto con l'obiettivo condiviso di trasformare la Terra e la scienza spaziale per affrontare le sfide di oggi e le opportunità di domani. Esplorano dove le principali ricerche e scoperte sono necessarie per affrontare questioni fondamentali nella nostra comprensione della Terra e del sistema solare".
Non solo un problema oceanico
Il documento della squadra appare nel numero di gennaio del Journal of Geophysical Research:Oceans , ma Hale è pronto a sottolineare che le microplastiche sono una preoccupazione anche al di fuori dell'ambiente marino.
"Non è solo un problema oceanico, ", afferma Hale. "Ci sono prove crescenti che le microplastiche sono distribuite sulla superficie terrestre e nell'aria. Stiamo finalmente aprendo le altre scatole e scoprendo un'impronta piuttosto consistente".
Infatti, l'ampia natura della minaccia delle microplastiche è un obiettivo principale del manoscritto degli autori. "Sottolineiamo che le microplastiche sono un fenomeno globale che non può essere adeguatamente compreso o affrontato nel solo contesto dell'ambiente marino, " dice Hale. "Le plastiche sono prodotte, Usato, e scartato a terra, e disperdersi attraverso i suoli, fiumi, e l'atmosfera. Il gatto è già fuori dal sacco se stai parlando di trattare con questi materiali dopo che hanno raggiunto l'oceano".
I ricercatori osservano che la portata globale del problema si estende anche alla sfera sociale. "Dobbiamo riconoscere che l'inquinamento da microplastiche è un problema internazionale che non rispetta i confini politici, " dice Seeley. "Come con il cambiamento climatico e la gestione delle specie, le nazioni sviluppate ed emergenti dovranno cooperare per trovare soluzioni eque».
Non tutta la plastica è uguale
Un secondo obiettivo dell'articolo è ottenere un riconoscimento più ampio che "plastica" è un termine generico per una serie complessa di materiali che variano nella composizione chimica, dimensione, struttura, e forma, compresi i pellet, frammenti, e fibre. L'aggiunta di ulteriore complessità è che le materie plastiche sono spesso infuse di additivi, compresi ritardanti di fiamma e inibitori UV, che possono avere essi stessi impatti ambientali e sulla salute.
"Spesso le persone presumono che tutte le materie plastiche siano uguali e si comportino in modo identico nell'ambiente, "dice Hale, "ma non è affatto così. Per risolvere questioni chiave e mitigare i possibili impatti, tutti:produttori, scienziati, specialisti sanitari, ingegneri, economisti, politici, e altri, devono collaborare per comprendere meglio la composizione e la natura dei prodotti in plastica e dei loro additivi".
La maggior parte dei rifiuti di plastica inizia la sua vita sulla terraferma. Credito:© D. Malmquist/VIMS.
I ricercatori sottolineano anche che le caratteristiche delle microplastiche possono cambiare durante e dopo l'uso. "La complessità delle microplastiche diventa ancora più contorta una volta che entrano nell'ambiente e iniziano a mescolarsi e ad alterarsi, " dice LaGuardia. "Dobbiamo capire meglio queste complessità, soprattutto nelle zone di transizione come gli estuari".
Per ottenere quella comprensione, gli autori raccomandano alla comunità di ricerca di andare oltre gli studi sui singoli habitat, intervalli di dimensioni, tipi di polimeri, o moduli; e in studi più olistici sulle mutevoli caratteristiche delle microplastiche e sui loro impatti sulla salute e sui processi dell'ecosistema.
Necessità di strumenti migliori
Il terzo messaggio principale dei ricercatori è che una comprensione completa del problema delle microplastiche, e le risposte più efficaci, richiederà strumenti analitici migliori.
"Per comprendere il reale impatto delle microplastiche, "dice Hale, "dobbiamo migliorare le nostre capacità di campionamento e analisi, compresa la capacità di studiare le nanoplastiche e i materiali stagionati." Le nanoplastiche sono particelle ancora più piccole delle microplastiche, con dimensioni che vanno da 1 nanometro a 1, 000 nanometri o un micron. Un filamento di DNA ha un diametro di circa 2,5 nanometri.
Hale afferma che gli attuali strumenti all'avanguardia, come i microscopi FTIR e Raman, "fornisci informazioni davvero eccezionali quando ti avvicini a una singola particella di microplastica." Il problema, lui dice, è che molti campioni contengono migliaia di particelle diverse, e molte di queste particelle sono davvero, veramente piccolo.
"C'è una disconnessione, " dice Hale. "Gran parte della nostra tecnologia non può arrivare a cose sotto i 10 micron, e in termini di effetti sugli organismi, pensiamo che le particelle più piccole possano essere più tossiche." Cercando di colmare questo divario, VIMS ha recentemente ricevuto finanziamenti dal programma NOAA Marine Debris per studiare le interazioni tra particelle inferiori a 10 micron e malattie infettive nei pesci.
Effetti sulla salute umana?
Le preoccupazioni degli autori riguardo alle microplastiche si estendono ai potenziali impatti sulla salute umana.
"Ci sono state preoccupazioni sull'ingestione di microplastiche dai frutti di mare, ma l'ambiente interno è la nostra più grande minaccia diretta, " dice Hale. "Molte persone nei paesi sviluppati trascorrono quasi tutto il loro tempo in ambienti chiusi, in spazi sempre più ermetici e isolati con cose come il polistirolo espanso. La nostra esposizione alle microplastiche dovute alla respirazione e all'ingestione di polvere indoor può avere conseguenze tossicologiche, ma c'è stata pochissima ricerca."
Per affrontare queste preoccupazioni, Hale e colleghi del VIMS stanno acquistando uno spettrometro di massa a tempo di volo, che si spera consentirà loro di analizzare meglio i contaminanti chimici associati alle microplastiche, così come quelli trovati in altri campioni ambientali.
"Questo ci aiuterà a iniziare a cercare tutti questi additivi sconosciuti nella plastica e ad aprire un po' meglio il vaso di Pandora, " dice Hale. "Penso che sia qui che l'azione è veramente in termini di salute umana."
