Fig. 1:Percorsi e fonti di micro e nanoplastiche (MNP) e contaminanti organici nei terreni agricoli. Ingresso atmosferico, usura dei pneumatici, e pratiche agricole comuni come l'applicazione di compost, biosolidi da impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP), o la pacciamatura introduce nel terreno MNP e contaminanti organici. Degrado fisico e chimico delle materie plastiche, per esempio., per irraggiamento UV provoca la loro frammentazione a MNP. bioturbazione, percorsi di flusso preferenziali o di fresatura migliorano il trasporto verticale di MNP. si sospetta che un MNP contenente contaminanti organici li ricollochi verticalmente verso la falda freatica. b Se i contaminanti sono in equilibrio, MNP non migliora la rilocazione dei contaminanti; c se il trasporto è disaccoppiato, durante il trasporto non si verifica un desorbimento significativo dei contaminanti e gli MNP facilitano come vettore il loro riposizionamento. Stabilire l'equilibrio dei contaminanti con la plastica e tutte le fasi del suolo è più veloce per MNP più piccoli che per MNP più grandi. Credito:DOI:10.1038/s43247-021-00267-8
In agricoltura, grandi quantità di nano e microplastiche finiscono nel terreno attraverso il compost, fanghi di depurazione e l'uso di fogli di pacciamatura. Le particelle di plastica portano sempre con sé vari inquinanti. Però, non li trasportano nelle acque sotterranee, come spesso si presume. I geologi ambientali guidati da Thilo Hofmann hanno ora determinato che le particelle di plastica rilasciano gli inquinanti negli strati superiori del suolo:generalmente non contaminano le acque sotterranee, ma hanno un effetto negativo sui microbi del suolo e sulle colture. Lo studio dell'Università di Vienna appare in Comunicazioni Natura Terra &Ambiente .
Gli inquinanti entrano nei terreni agricoli con particelle di plastica
Le acque reflue e i fiumi trasportano microplastiche negli oceani. Il vento distribuisce le particelle nelle parti più remote della terra. Però, l'agricoltura stessa svolge un ruolo molto maggiore nell'inquinamento plastico dei terreni agricoli:fertilizzanti come il compost letame o i fanghi di depurazione e i resti dei fogli di pacciamatura agricola trasportano grandi quantità di particelle di plastica, cosiddetto macro-, micro-, e nanoplastiche, su terreni agricoli. Secondo le stime attuali, Per esempio, con ogni chilogrammo di fanghi di depurazione, fino a 300, 000 particelle di plastica finiscono sui terreni agricoli e con esse inquinanti. "La plastica contiene sempre i cosiddetti additivi. Questi additivi garantiscono determinate proprietà, durata o anche il colore di un polimero. Inoltre, contaminanti come pesticidi o residui farmaceutici possono essere assorbiti dalle particelle di plastica, " spiega Stephanie Castan, autore principale dello studio e dottorato di ricerca. studente presso il Center for Microbiology and Environmental Systems Science (CMESS) dell'Università di Vienna.
Il presupposto comune secondo cui le microplastiche trasportano inquinanti nelle acque sotterranee è messo in discussione
"Le particelle di plastica alla fine rilasciano questi inquinanti nell'ambiente. Eravamo interessati a quando esattamente lo fanno, " aggiunge Castan. Il team di ricerca ha esaminato il presupposto comune che le particelle di plastica potrebbero trasportare gli inquinanti fino alle acque sotterranee e sono giunti a una conclusione chiara:"I nostri calcoli mostrano che generalmente non lo fanno, "dice Thilo Hofmann, capo del gruppo di studio e ricerca. "Gli inquinanti rimangono negli strati superiori del suolo agricolo perché sono già lì rilasciati dai polimeri".
Calcolo del tempo di trasporto e desorbimento per diversi scenari
Se gli inquinanti possono migrare nelle acque sotterranee per mezzo di micro e nanoplastiche dipende dal fatto che il trasporto delle particelle di plastica attraverso gli strati del suolo sia più veloce del rilascio (desorbimento) degli inquinanti da queste particelle. Per lo studio, i ricercatori si sono quindi concentrati su queste due cifre chiave - il tempo di trasporto e il tempo di desorbimento - e hanno calcolato il cosiddetto numero di Damköhler:il numero di Damköhler esprime il rapporto tra le due cifre chiave. "Per essere in grado di fare affermazioni chiare sulle condizioni in cui le particelle di plastica fungono effettivamente da facilitatori di trasporto per gli inquinanti, abbiamo calcolato il numero di Damköhler per due ambienti estremi:il solito terreno agricolo e un terreno roccioso più fratturato, "riferisce Charlotte Henkel, co-primo autore dello studio. "Abbiamo anche preso in considerazione le diverse proprietà della plastica e dei contaminanti".
I dati mostrano che le particelle di plastica non aumentano la mobilità degli inquinanti
Confrontando gli scenari calcolati con i dati misurati dalla letteratura, i ricercatori non hanno trovato prove che le nano e le microplastiche siano vettori significativi di inquinanti. "Il fatto che le particelle di plastica aumentino la mobilità degli inquinanti nel suolo è plausibile solo per polimeri molto specifici e condizioni del suolo specifiche, per esempio quando i terreni sono gravemente secchi e dilavati da forti piogge, " spiega Thorsten Hüffer, chimico ambientale e coautore dello studio. La contaminazione delle acque sotterranee con questo mezzo è quindi improbabile, lui dice. "Però, non stiamo affatto dicendo che le nano e microplastiche nei terreni agricoli siano innocue, " sottolinea Thilo Hofmann, chi, come capo della piattaforma di ricerca PENTY e della rete di ricerca ambientale presso l'Università di Vienna, promuove la ricerca interdisciplinare sulla plastica nell'ambiente. "Piuttosto, stiamo mostrando dove sta il vero problema di questi inquinanti legati alle particelle di plastica:non finiscono nelle falde acquifere, ma negli strati superiori del suolo. Qui, possono essere potenzialmente assorbiti da colture e microrganismi e successivamente entrare anche nel nostro cibo".
Studio di follow-up per chiarire se le piante assorbono gli inquinanti dal suolo
Lo studio fornisce quindi buone notizie per le acque sotterranee, ma piuttosto cattive notizie per le colture agricole:il team di Environmental Geosciences condurrà uno studio di follow-up per determinare se le colture possono effettivamente assorbire gli inquinanti attraverso il suolo. In un bicchiere da laboratorio sulla sua scrivania, Stephanie Castan sta già coltivando tre piantine di lattuga per i prossimi esperimenti.
