L'idea della plastica biodegradabile all'inizio suona bene. Però, si sa molto poco su come vengono degradati nel suolo e su come questo sia influenzato dai cambiamenti climatici. In due recenti studi, gli ecologi del suolo dell'Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ) hanno dimostrato quale comunità microbica è responsabile del degrado, quale ruolo gioca il clima in questo processo, e perché la plastica biodegradabile potrebbe ancora essere problematica.

Plastica che finisce nel suolo, oceani, o le acque interne possono danneggiare gli organismi che vi abitano e portare a gravi e a lungo termine perturbazioni degli ecosistemi. Lo sviluppo e l'aumento dell'uso di plastiche biodegradabili è quindi al centro di un'economia più ecologica. "Ma nonostante l'immagine positiva della plastica biodegradabile, sappiamo ancora molto poco di come agiscono nel suolo o di come si degradano, " dice il prof. François Buscot, ecologista del suolo presso l'UFZ.

Per fare più luce su questo, Il team di ricerca di Buscot ha esaminato le seguenti domande in un recente studio pubblicato su Scienze e tecnologie ambientali :Quanto velocemente si degrada la plastica biodegradabile? Quali microrganismi sono coinvolti? Come interagiscono? Quali condizioni favoriscono il processo di degrado? E quale lo inibisce? "Volevamo anche sapere come le variazioni di temperatura e i livelli di precipitazioni derivanti dal cambiamento climatico influenzino la degradabilità della plastica, " spiega il dottor Witoon Purahong, anche ecologista del suolo presso l'UFZ e autore principale dello studio.

A tal fine, sono stati condotti esperimenti presso il Global Change Experimental Facility (GCEF) a Bad Lauchstädt, che è attualmente considerato uno dei più grandi esperimenti sul clima all'aperto del mondo in termini di superficie. I ricercatori hanno studiato le conseguenze del cambiamento climatico sull'uso del suolo e sugli ecosistemi. L'attenzione si è concentrata su pacciamatura e film per l'orticoltura, che servono a ricoprire il suolo. Questi sono tipicamente realizzati in polietilene (PE), una plastica prodotta da materie prime fossili. Per ragioni tecnologiche, i residui dei film spesso rimangono nel terreno. Questo porta alla contaminazione con microplastiche a medio termine. Passare ad alternative biodegradabili avrebbe quindi molto senso qui. Ma ci sono effetti collaterali nell'usare tali alternative?

Per scoprirlo, il team ha studiato come il polibutilene succinato-co-adipato (PBSA), un film di pacciamatura a base biologica in parte prodotto da piante (mais, canna da zucchero, manioca), biodegrada nelle condizioni naturali di un campo agricolo. I ricercatori hanno distinto tra le condizioni climatiche odierne e le condizioni climatiche simulate previste per la Germania intorno al 2070. Hanno utilizzato moderni metodi di biologia molecolare (sequenziamento di nuova generazione) per determinare quale comunità microbica aveva colonizzato sulla plastica stessa e nel terreno circostante.

"Siamo stati in grado di dimostrare che dopo poco meno di un anno, circa il 30% del PBSA era già degradato. Questo è parecchio nelle condizioni climatiche che attualmente prevalgono in Germania, " dice Purahong. "Gli attori principali sono i funghi, che sono supportati da una comunità batterica diversificata e da molti altri microrganismi. Questi includono batteri che forniscono ai funghi azoto (che è raro nella plastica) o batteri e archaea che utilizzano prodotti di degradazione tossici. "Una comunità intelligente di degradazione e riciclaggio si sta formando sopra e intorno alla plastica, anche con un tasso di degradazione simile nelle condizioni climatiche future simulate, aggiunge Purahong. Il cambiamento climatico apparentemente non danneggia i funghi che degradano il PBSA. La comunità microbica intorno a loro è leggermente diversa, ma il risultato della degradazione è simile. "Non ci aspettavamo una notizia così buona".

In un altro studio pubblicato su Environmental Science Europe, i ricercatori dell'UFZ hanno esaminato la comunità di microrganismi in condizioni più rigorose. Hanno studiato come cambia la comunità quando grandi quantità di PBSA entrano nel terreno e cosa succede quando viene applicata un'alta concentrazione di fertilizzante azotato. "Grandi quantità di PBSA in realtà rendono la comunità microbica nel suolo piuttosto diversa, " afferma il dottorando Benjawan Tanunchai e autore principale dello studio. Con un aumento del 6% di PBSA nel suolo, la diversità delle specie fungine è diminuita del 45% e quella degli archei del 13%. D'altra parte, l'elevato carico di PBSA in combinazione con la fertilizzazione dell'area ha portato alla proliferazione di Fusarium solani, un diffuso fungo dannoso per le piante.

I due studi UFZ forniscono quindi una buona notizia e una cattiva notizia:il PBSA nel suolo può essere degradato in modo relativamente rapido ed efficiente, anche in condizioni climatiche future. Però, se PBSA è presente in grandi quantità insieme ad alte concentrazioni di fertilizzante azotato, La degradazione del PBSA può avere un impatto negativo sulla produzione agricola a causa di una comunità microbica disturbata e della maggiore presenza di parassiti. "Quando grandi quantità di plastica finiscono nell'ambiente, non va mai bene, anche se è una plastica biodegradabile, " dice Buscot. "La cosa migliore sarebbe evitare del tutto la plastica. Però, perché questo è attualmente un obiettivo irrealistico, dovremmo almeno fare affidamento su plastiche biodegradabili ovunque possibile e conoscere il più possibile in anticipo le loro proprietà e conseguenze di degradazione".