I ricercatori della Washington State University hanno mostrato i meccanismi fondamentali che consentono a minuscoli pezzi di sacchetti di plastica e imballaggi in schiuma su scala nanometrica di muoversi nell'ambiente.

I ricercatori hanno scoperto che una superficie di silice come la sabbia ha scarso effetto sul rallentamento del movimento della plastica, ma che la materia organica naturale risultante dalla decomposizione di resti di piante e animali può intrappolare temporaneamente o permanentemente le particelle di plastica su scala nanometrica, a seconda del tipo di plastica.

Il lavoro, pubblicato sulla rivista Ricerca sull'acqua , potrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare modi migliori per filtrare e ripulire la plastica pervasiva dall'ambiente. I ricercatori includono Indranil Chowdhury, ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale della WSU, insieme a Mehnaz Shams e Iftaykhairul Alam, neolaureati del corso di ingegneria civile.

"Stiamo cercando di sviluppare un filtro che possa essere più efficiente nella rimozione di queste plastiche, " Chowdhury ha detto. "Le persone hanno visto queste plastiche sfuggire alla nostra acqua potabile, e il nostro attuale sistema di acqua potabile non è sufficientemente adeguato per rimuovere queste plastiche micro e nanometriche. Questo lavoro è il primo modo fondamentale per guardare a quei meccanismi".

Intorno dagli anni '50, le materie plastiche hanno proprietà che le rendono utili per la società moderna. Sono resistenti all'acqua, a buon mercato, facile da fabbricare e utile per una grande varietà di scopi. Però, l'accumulo di plastica sta diventando una preoccupazione crescente in tutto il mondo con gigantesche macchie di immondizia di plastica che galleggiano negli oceani e rifiuti di plastica che si manifestano nelle aree più remote del mondo.

"La plastica è una grande invenzione e così facile da usare, ma sono così persistenti nell'ambiente, "Chowdhury ha detto.

Dopo che sono stati usati, le materie plastiche si degradano per via chimica, processi meccanici e biologici a particelle di dimensioni micro e poi nanometriche inferiori a 100 nanometri. Nonostante la loro rimozione in alcuni impianti di trattamento delle acque reflue, grandi quantità di plastica su scala micro e nanometrica finiscono ancora nell'ambiente. Più del 90% dell'acqua del rubinetto negli Stati Uniti contiene plastica su scala nanometrica, Chowdhury ha detto, e uno studio del 2019 ha rilevato che le persone mangiano circa cinque grammi di plastica a settimana o la quantità di plastica in una carta di credito. Gli effetti sulla salute di tale inquinamento ambientale non sono ben compresi.

"Non conosciamo gli effetti sulla salute, e la tossicità è ancora sconosciuta, ma continuiamo a bere queste plastiche ogni giorno, " disse Chowdhury.

Come parte del nuovo studio, i ricercatori hanno studiato le interazioni con l'ambiente delle particelle più piccole dei due tipi più comuni di plastica, polietilene e polistirolo, per imparare cosa potrebbe ostacolare il loro movimento. Il polietilene viene utilizzato nei sacchetti di plastica, cartoni del latte e imballaggi per alimenti, mentre il polistirene è una plastica espansa che viene utilizzata in bicchieri e materiali di imballaggio in schiuma.

Nel loro lavoro, i ricercatori hanno scoperto che le particelle di polietilene dei sacchetti di plastica si muovono facilmente attraverso l'ambiente, sia attraverso una superficie di silice come la sabbia o la materia organica naturale. La sabbia e le particelle di plastica si respingono in modo simile ai poli simili di un magnete, in modo che la plastica non si attacchi alle particelle di sabbia. Le particelle di plastica si incollano al materiale organico naturale che è onnipresente nell'ambiente acquatico naturale, ma solo temporaneamente. Possono essere facilmente lavati via con un cambiamento nella chimica nell'acqua.

"Questa è una brutta notizia per il polietilene nell'ambiente, " ha detto Chowdhury. "Non si attacca molto alla superficie della silice e se si attacca alla superficie della materia organica naturale, può essere rimobilitato. Sulla base di questi risultati, indica che la plastica in polietilene su scala nanometrica può fuoriuscire dai nostri processi di trattamento dell'acqua potabile, in particolare la filtrazione."

Nel caso di particelle di polistirene, i ricercatori hanno trovato notizie migliori. Mentre una superficie di silice non era in grado di fermare il suo movimento, materia organica. Una volta che le particelle di polistirene si sono attaccate alla materia organica, sono rimasti al loro posto.

I ricercatori sperano che la ricerca alla fine li aiuterà a sviluppare sistemi di filtrazione per gli impianti di trattamento delle acque per rimuovere le particelle di plastica su scala nanometrica.